“轻金属加工”教学科研团队

<正>李淼泉教授主要从事轻金属加工的教学与科研工作,主要研究方向包括：⑴轻金属(钛合金、钛铝金属间化合物、钛基复合材料);⑵有色合金精密塑性加工;⑶轻金属增材制造;⑷金属构件抗疲劳加工。主讲了《冲压工艺学》《冷温挤压》《模具CAD》《轻质金属材料加工》《精密塑性加工理论基础》《塑性变形技术新进展》等本科生、硕士研究生和博士生课程。     

TC6钛合金高温变形力学行为研究

在Thermecmaster-Z型热加工模拟试验机上对TC6钛合金在温度 80 0～ 10 4 0℃、应变速率 10 - 3～ 5 0s- 1、最大变形程度 5 0 %条件下的高温变形行为进行了研究。研究结果表明合适的工艺参数范围为变形温度 92 0～ 95 0℃、应变速率 1 0～ 1× 10 - 3s- 1。在分析其变形温度、变形程度和应变速率对流动应力影响规律的基础上提出了一种本构关系回归模型     

双杯型复合挤压变形力研究

本文运用上限原理研究了双杯型复合挤压时上凸模平均相对单位压力与正挤部分、反挤部分变形程度的关系。并以此为基础,建立了此类复合挤压最大变形力计算的通式。此通式实用性强,其计算精度得到了实验验证。     

浅谈铅的本构关系及作为模拟材料的局限性

本文通过实验及对前人实验的总结,提出了在室温下铅的本构关系应当既能体现变形程度对真实流动应力的影响,又能体现变形速率对真实流动应力的影响。同时指出了目前对铅在室温下本构关系描述之不足。正是这种本构关系的复杂性导致了铅作为金属成形模拟材料的局限性。     

杆-杆型复合挤压过程模拟及其内部开裂缺陷的预测

采用刚塑性有限元法对杆－杆型复合挤压过程进行了数值模拟。在此基础上，对成形过程中的变形力进行了分析，并根据成形过程中的应力、应变场的变化，采用质点跟踪技术，运用韧性断裂准则，对金属变形时产生的内部开裂缺陷进行预测。实验结果表明，数值计算结果与实验结果较为吻合。此项研究对于实际生产中制订工艺及设计模具、提高产品质量方面具有指导性意义。     

外径不等杯-杯型复合挤压过程的数值模拟

采用刚塑性有限元法对外径不等杯－杯型复合挤压过程进行了数值模拟,并给出网格重新划分技术和处理八节点四边形等参元奇异点的方法。数值模拟结果表明：对于外径不等杯－杯型复合挤压在晚期非稳态流动阶段有压力回升现象;两端变形程度的大小对金属流出量大小起主要作用,摩擦条件的改变对金属流出量大小影响很小。变形力和金属流出长度的计算结果与实验结果相吻合。     

基于有限元和神经网络的缺陷预测

建立了多孔材料镦粗成形过程中鼓形表面出现裂纹的缺陷诊断系统,该系统的学习样本是结合有限元数值模拟和Ｌｅｅ－Ｋｕｈｎ提出的极限压缩应变准则来获得的。应用该系统的推广能力,获得了多孔体材料在镦粗成形过程中出现裂纹的极限工艺参数。结果表明,ＢＰ网络在缺陷预测方面具有重要的应用价值,为缺陷预测的方法和神经网络的应用开辟了新途径。     

基于类等势场的粉末高温合金盘件预成形设计及有限元模拟

为了提高产品的质量和工作效率并降低生产成本,需对预制坯进行合理的预成形设计.根据能量最小原理和最小阻力原理,利用塑性变形过程中坯料的流动规律与静电场等势线分布类似这一特性,提出一种能够进行预成形设计的新方法--类等势场法,并采用该方法对粉末高温合金盘件进行预成形设计,从中优选出6组预成形形状,并利用商用有限元软件MSC/SuperForm对上述预制坯的等温成形过程进行数值模拟,得到了6组粉末高温合金盘件终锻结束时各个部分的等效应变分布以及预锻和终锻的变形程度分配.通过对盘件轮毂、辐板和轮缘三部位以及整体盘件最大等效应变和最小等效应变的比较与分析,以及预锻变形量和终锻变形量的比较,并参考模具法向和切向的受载情况,认为选择3号预锻模为最佳方案.结果表明,该方法克服了传统方法精度低、耗时和耗力等缺点,其结果可靠.     

金属热态塑性成形过程中组织演变的模型化研究

微观组织模拟已经成为热态塑性成形过程数值模拟技术研究的重点，其核心是组织演变模型的建立。概述了金属热态塑性成形过程中的微观组织演变及其模型化的研究概况，详细评述了描述材料组织演变的两类模型，即数值模型和随机模型，探讨了现有模型的基本概念、适用范围及工业应用等，并指出了组织演变模型研究中存在的不足及今后的研究重点。     

钛合金叶片等温精锻时晶粒尺寸的数值模拟

将有限元法与Yada微观组织模型结合 ,对TC6合金叶片在等温锻造过程中初生α晶粒尺寸的演变进行了数值模拟 ,详细给出了TC6合金叶片在等温锻造过程中初生α相的分布及晶粒尺寸的变化。研究结果表明 :压下量、变形温度和打击速度对初生α晶粒尺寸有显著影响 ,工件与模具间的摩擦对初生α晶粒尺寸的影响较小。