镁合金有限元与三维加工图相结合的材料驱动的可加工性模拟

基于PRASAD提出的传统的二维加工图理论,建立考虑应变的三维加工图,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。三维加工图说明了材料的内禀可加工性,而有限元分析方法可得到材料在特定工艺条件下应力、应变、应变速率及金属流动情况,说明了由模具形状和工艺条件决定的应力状态可加工性。基于此,提出一个新的由材料驱动的热变形可加工分析方法,联合考虑有限元和三维加工图,可以说明整个热加工过程的材料可加工性（包括应力状态可加工性和内禀的可加工性）。通过此方法,研究难变形金属镁合金的热锻过程,包括复杂热锻直齿锥齿轮的三维热力耦合有限元和三维加工图的集成模式。基于得到的研究结果,成功进行了热锻试验。试验表明新的方法用于确定最佳工艺参数是合理的。     

金属材料热锻过程组织演化建模方法的新进展

简要阐述了金属材料热锻过程中组织演变的建模与模拟方法;着重介绍了宏观有限元-介观多层级元胞自动机集成模拟方法,该方法以位错密度为线索,根据应变/应变速率/温度-位错密度-再结晶-流动应力之间的宏微观相互影响规律,能够追踪在非均匀/非等温变形条件下,再结晶晶粒的形貌、尺寸和体积分数;同时,介绍了晶体塑性-多层级元胞耦...     

21世纪的机械制造业—介绍Merchant的一篇报告

介绍美国高等制造科学研究所Ｍ．Ｅ．Ｍｅｒｃｈａｎｔ的一篇报告，探讨２１世纪机械制造业的发展趋势及相应的技术方法学和管理方法学。     

大锻件内部空洞的锻合压下率

采用大变形热力耦合有限元法模拟了圆柱体锻件心部空洞的热锻闭合压下率。基于数值模拟结果 ,分析了影响空洞闭合的主要因素及其影响规律 ,构造了考虑各种影响因素在内的锻合压下率计算公式。应用该公式得到的心部锻合压下率与有限元计算结果的相对误差不超过 6 % ,从而在计算锻合压下率时可代替有限元法 ,便于工程技术人员应用     

虚拟动能对薄板回弹精度的影响

针对板料成形回弹精度问题的数值模拟,从理论上分析了凸模虚拟速度和板料虚拟密度对薄板变形能的影响.以Num isheet’2002无约束柱面弯曲回弹考题为例,采用显/隐式算法模拟了不同虚拟速度和板料虚拟密度条件下的变形过程.与实验结果的对比表明,随着虚拟速度和虚拟密度的增加,板料虚拟动能增加而变形能减少,使回弹计算精度降低.为保证回弹计算精度,应通过调整虚拟速度和虚拟质量,使虚拟动能控制在变形能的7%以内.     

液态金属超声雾化喷嘴的气雾化性能影响因素

采用Fluent软件建立超声雾化喷嘴气流场的数值模拟模型,研究入口压力、导液管孔径与伸出长度对超声雾化喷嘴气雾化性能的影响,并采用超声雾化法制备GCr15轴承钢粉末,验证入口压力对粉末粒度的影响。结果表明:导液管伸出长度Δh=1 mm时,入口压力越大,越有利于提高雾化效果;在Δh=2 mm或Δh=3 mm条件下,当入口压力小于2.0 MPa时,增大入口压力可有效提高雾化性能,而当入口压力超过2.0 MPa后,增大入口压力对提高雾化性能效果有限。导液管的孔径对气流场结构影响较小,主要通过影响金属液的质量流率来影响雾化效果。雾化实验结果表明,在Δh=1 mm、导液管孔径d=4.5 mm时,2.8 MPa入口压力下的雾化性能优于2.0 MPa与1.2 MPa下的雾化性能,获得的GCr15轴承钢粉末平均粒径最小,整体球形度最佳,该实验结果与数值模拟研究结果一致。     

高温合金钢中厚板热轧有限元模拟

根据热模拟实验机上获得的试验数据,在MARC软件中建立了高温合金钢IN718的材料数据库。采用弹塑性热力耦合有限元法模拟了高温合金钢IN718中厚板多道次热轧过程,得到了各道次轧制力。模拟结果表明,高温合金IN718的轧制力较普通钢板大很多,有限元模拟值与工程计算值吻合很好。     

Cr9Mo高合金钢的热流变应力本构方程

采用Gleeble-1500D型热模拟试验机对Cr9Mo高合金钢进行热压缩变形,研究了该钢在温度1 173~1 473 K和应变速率10-3~1 s-1条件下的热塑性变形行为;并基于经典的应力-位错关系和动态再结晶动力学理论,分别建立了Cr9Mo钢的加工硬化-动态回复和动态再结晶两阶段的流变应力本构方程。结果表明:所建立的两个阶段的流变应力本构方程与试验曲线吻合较好,可以用该方程来预测Cr9Mo钢的高温流变行为。     

金属热成形过程的综合数值模拟

金属在热成形过程中的微观组织演变是影响产品力学性能的关键因素,该演变过程取决于温度、应变和应变速率。本文基于有限变形理论和微观组织演变的数学模型,建立了能够模拟变形过程、温度变化过程和微观组织演变过程的有限元法,研制了通用的三维有限元计算软件,并在H型钢三维热轧模拟方面进行了深入开发,给出了原材料为C-Mn钢的H型钢热轧过程综合模拟结果。综合对比了8组不同工艺下的热轧实验结果和计算机模拟结果,二者均吻合良好,表明本文方法能够较好地预报金属热成形过程。