热冲压高强钢B1500HS的淬火-碳分配试验研究

为克服现行热冲压制件塑性较差的缺点,研究将淬火-碳分配(Quenching-Partitioning)工艺与热冲压工艺结合的可行性。通过热冲压高强钢B1500HS的全马氏体转变、QP一步法和QP两步法的热模拟试验、拉伸试验、显微组织观察等方法,研究了不同QP热处理工艺参数对材料性能的影响。结果表明,在合适的工艺参数下,QP一步法能获得恰当的马氏体和残留奥氏体组织,在基本保证热冲压制件超高强度的同时有效提高其伸长率,从而提升制件的综合力学性能。试验结果显示,与代表现行热冲压工艺的全马氏体转变相比,QP一步法提高强塑积约24%。     

车轮轧制成形过程的有限元模拟

采用DEFORM-3D建立车轮轧制过程三维有限元分析模型,在建立轧制过程的数学模型和开发轧辊运动的控制算法,并与DEFORM软件集成的基础上,模拟了实际轧制过程中轧辊的运动。从轧制力对比与轮坯几何形状的分析两方面验证了模型和控制算法的可靠性;分析了轧制过程中材料的流动规律,为改进轧制工艺提供了参考。     

包含应变的三维加工图与有限元相结合的金属可加工性分析

可加工性包括应力状态可加工性和内禀可加工性,传统的基于动态材料模型的加工图仅说明了材料的内禀可加工性.基于PRASAD的加工图理论,建立新的包含应变的三维加工图,描述功率耗散系数和流变失稳区域随应变速率、温度和应变的变化,解决了具有明显应变软化效应的合金(如镁合金)热变形时可加工性对应变的敏感性问题.进一步将加工图与有限元相结合,得到材料在特定工艺条件下应力、应变、应变速率和流变失稳区域的分布,建立一种分析金属热成形全过程可加工性的方法.     

镁合金AZ31B直齿锥齿轮热锻成形研究

根据镁合金AZ31B的高温流动应力曲线,建立了包含应变的三维加工图,反映了温度、应变和应变速率对功率耗散系数和流变失稳区的影响,确定了合适的热变形范围,即温度为250-325℃、应变速率为0．1～1s^-1。在此基础上,研究了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形,制定了无齿形预锻和终锻两步等温锻造工艺,在MSC．Marc平台上进行了锻造过程的模拟,基于模拟结果,完成了镁合金直齿锥齿轮的锻造成形实验。     

压力容器的结构优化设计及其具体实现

基于有限元分析程序和iSIGHT软件平台，对一薄壁压力容器进行了结构优化设计，介绍了具体的程序集成方法和自动寻优过程，得到了优化的确定性设计方案。考虑设计变量的随机性质，考察了确定性设计方案的可靠性。为了提高设计方案的可靠性，进行了一系列的6σ稳健设计，探讨了设计方案的最优性与稳健性之间的辨证关系。     

连铸机连杆式回转台力特征研究

本文针对1350板坯连铸机钢包回转台结构的设计要求,用有限元法研究了连杆式转臂回转台的强度和刚度,及其关键部件的力特征,全面展示了回转台结构的应力场和位移场。从结构承载方式出发,比较了连杆式和直臂式两种转臂结构回转台的力行为,为回转台及其关键部件的合理设计、新型回转台结构形式的产生,提供了必需的参考数据,具有一定指导意义。     

Continuous FEM simulation of multi-pass plate hot rolling suitable for plate shape analysis

In order to continuously simulate multi-pass plate rolling process, a 3-D elastic hollow-roll model was proposed and an auto mesh-refining module with data passing was developed and integrated with FE software, Marc. The hollow-roll model has equivalent stiffness of bending resistance and deformation to the real solid and much less meshes, so the computational time is greatly reduced. Based on these, the factors influencing plate profile, such as the roll-bending force, initial crown, thermal crown and heat transfer during rolling and inter-pass cooling can be taken into account in the simulation. The auto mesh-refining module with data passing can automatically refine and re-number elements and transfer the nodal and elemental results to the new meshes. Furthermore, the 3-D modeling routine is parametrically developed and can be run independently of Marc pre-processing program. A seven-pass industrial hot rolling process was continuously simulated to validate the accuracy of model. By comparison of the calculated results with the industrial measured data, the rolling force, temperature and plate profile are in good accordance with the measured ones.     

基于双响应面模型的6σ稳健设计

双响应面法是通过试验设计分别构造响应均值和方差的近似模型，并通过该模型进行优化的一种稳健设计方法。文中对实验设计方法、响应曲面模型建立以及优化策略等进行分析。为实现质量管理与产品设计的协调，将质量工程中的6σ理念与双响应面法相结合，提出基于双响应面模型的6σ稳健优化设计方法。与传统优化方法相比，该方法不仅提高了优化效率，而且提高了设计的可靠性和稳健性。将其应用于结构优化设计和金属板料的拉深成形优化设计，均获得良好的结果。     

板材热轧热力耦合有限元模拟

建立了三维热力耦合问题弹塑性有限变形有限元方法,并对板材热轧过程进行了计算机模拟。材料流动应力模型中考虑了应变历史、应变速率和温度的影响,导出了与其相应的本构关系矩阵。应用该方法可以给出轧件变形过程中诸如温度场、应变场和应变速率场等各种热力结果。算例表明,该方法具有较好的精度。     

塑性大变形有限元静水压力的改进算法

本文针对塑性大变形有限元中静水压力计算精度低的问题,研究了三维八节点等参元的偏应力导数佳点,提出了一种改进的静水压力间接积分算法。将该算法应用于金属塑性成型过程的有限元模拟,较好地解决了大步长情况下应力计算精度低的问题。