锥辊辗轧精密成形及数值模拟

锥辊辗轧实现的金属薄板带面内弯曲是一种具有广泛发展前途的金属塑性加工新技术。本文分析了这一成形过程的塑性变形机理，在此基础上建立了不均匀压下刚塑性硬化板带面内弯曲变形过程的的上限模型，并以 Ｌ Ｆ２１ Ｍ 冷轧板为试验材料进行了实验研究。实验结果和数值模拟结果有助于掌握和利用这一先进的柔性加工工艺。     

单榫头叶片精锻成形规律三维热力耦合有限元模拟研究

单榫头叶片是航空发动机中的一类重要叶片.本文以单榫头叶片精锻过程为研究对象,采用热力耦合方法,利用自行开发的面向叶片精锻过程的三维刚粘塑性热力耦合有限元数值模拟系统3D-CTM,模拟分析了不同工艺参数(变形速度、摩擦因子以及坯料锻造温度)下的单榫头叶片精锻过程,研究了不同工艺参数对叶片精锻成形规律的影响.该研究对制定叶片精锻工艺以及发展叶片精锻技术具有重要的理论意义和实用价值.     

薄壁管小弯曲半径数控绕弯成形芯模效用的实验研究

薄壁管数控弯曲中带芯头的柔性芯模是提高薄壁管件成形极限和成形精度的关键因素。文章建立了绕弯过程芯模(包括芯棒和芯头)的理论解析模型,包括了芯模直径d、芯棒伸出量e、芯头个数n、芯头厚度k、芯棒/芯头孔心间距p及芯棒圆角半径r等参数的选取公式的推导,获得了不同弯曲规格下的芯模参数取值范围,验证了解析模型的合理性;实验研究了芯模参数对管材失稳起皱、壁厚减薄和截面畸变的影响规律。通过分段抽芯的工艺方法,完成了38mm×1mm×38mm(1D)高难度不锈钢管件的弯曲。     

微波辅助熔盐法制备SrFe12O19及其磁性能的研究

以钢厂副产的氧化铁红作为含铁原料,采用微波辅助熔盐法制备了SrFe₁₂O₁₉铁氧体,研究了Fe/Sr摩尔比和微波煅烧温度对样品的物相组成、微观结构及磁性能的影响。采用FullProf软件对样品的XRD数据进行了精修拟合分析,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了样品的形貌,用振动样品磁强计(VSM)对样品的磁性能进行了表征。结果表明,Fe/Sr摩尔比对样品的物相组成及样品的晶胞参数有重要影响,当Fe/Sr摩尔比为10.5时,样品获得了较好的磁性能。随着煅烧温度的增加,SrM相的厚度也随着增加,在1373.15 K下微波煅烧2 h, SrM相的厚度最大,此时样品矫顽力最大达到2.69×10⁵ A/m,饱和磁化强度为63.04 A·m²/kg,而在1273.15 K制备的样品最大磁能积最大为9.47×10³ J/m³。     

摩擦对叶片精锻预成形毛坯放置位置影响规律的研究

利用自行开发的叶片锻造过程三维有限元模拟分析系统对不同预成形毛坯在不同摩擦条件下材料充填模腔的过程进行了模拟分析,获得了叶片精锻过程中摩擦对预成形毛坯在模具中放置位置的影响规律:当摩擦因数较小时,材料首先充满左侧型腔,此时,要获得合格叶片精锻件,需将预成形毛坯在模具中的放置位置向右移动,不同截面右移的距离大约是叶片该型面弦长的5％-10％。随着摩擦因数的增大,材料几乎同时充满模具左右侧型腔,说明在该条件下预成形毛坯在模具中的放置位置是比较合理的。该研究对叶片精锻工艺的优化设计具有重要的指导意义。     

低品位硼铁矿中硼镁铁的共提取

采用硫酸浸出硼铁矿,通过乙醇结晶的方法从酸浸液中提取硫酸镁和硫酸亚铁,再利用低温结晶法提取硼酸,实现了低品位硼铁矿中硼镁铁的共提取。从理论上验证了采用乙醇结晶方法提取硼铁矿酸浸液中硫酸镁和硫酸亚铁的可行性,考察了溶液pH值、乙醇加入量和结晶温度对硫酸镁和硫酸亚铁在水-乙醇相中结晶析出的影响。结果表明,当溶液的pH值为2.0左右,乙醇加入体积为溶液体积的1.5倍,结晶温度为室温时,硫酸镁和硫酸亚铁有较高的结晶析出率,分别达到97.73%和97.86%,其纯度分别为99.10%和98.48%。采用低温结晶法提取硼酸的一次收率为74.66%,硼酸纯度达到99.70%,主要杂质镁和铁的含量分别为1.34×10-3%和8.54×10-3%。这种共提取方法操作条件相对温和,能耗较低,提取率高,并且所用的乙醇还可以蒸馏回收。     

环件热辗扩成形有限元建模仿真研究进展

环件热辗扩成形问题是多场、多因素耦合作用下集三维连续渐变、非稳态及非对称等特点于一体的高度非线性问题,采用有限元建模仿真方法研究与发展该技术对实现无缝环形构件的高质量、低成本及短周期制造具有重要意义.分别从宏观和微观尺度评述环件热辗扩成形有限元建模仿真的国内外研究现状、存在的问题与发展趋势,进而指明其发展方向如下:大型、复杂环件径、轴双向热辗扩成形全过程自适应建模的仿真方法与关键技术;环件热辗扩成形过程宏观与微观有限元建模仿真无缝集成技术;适用于以环件热辗扩为代表的连续局部塑性成形过程的材料本构模型和组织演变模型以及相应稳健而高效的有限元算法、本构积分算法与组织演变仿真方法;考虑模具的变形、传热及主要失效形式的环件热辗扩成形过程建模仿真技术.     

旋轮参数对铝合金分形旋压的影响规律

铝合金分形旋压是一个复杂的多因素耦合影响的塑性成形过程,研究其旋轮参数对成形过程的影响可为相关成形参数的确定和优化设计提供理论依据。基于建立的可靠的铝合金分形旋压三维有限元模型,文章研究揭示了旋轮分形角、旋轮圆角半径、旋轮轴向进给比等旋轮参数对成形过程中的切向拉应力、周向压应力以及成形凸缘的不均匀变形程度和最终壁厚偏差的影响规律。结果表明,增大旋轮分形角,可以消除旋轮前方的金属堆积和降低成形过程中坯料开裂失效的可能性,可以使得成形凸缘的不均匀变形程度减小和成形精度降低;旋轮圆角半径的改变,对消除旋轮前方的金属堆积和降低成形过程中坯料开裂失效的可能性影响并不明显,但增大旋轮圆角半径,可以使得成形凸缘的不均匀变形程度增大和成形精度升高;旋轮轴向进给比的改变,对消除旋轮前方的金属堆积和成形凸缘的成形精度的影响并不明显,但增大旋轮轴向进给比,可以降低成形过程中坯料开裂失效的可能性,可以使得成形凸缘的不均匀变形程度减小。     

K403镍基合金热暴露下的组织稳定性研究

采用拉伸试验、扫描电镜、透射电镜等试验分析手段研究了K403镍基铸造高温合金在温度为800~950℃、时间为50~200 h热暴露后组织稳定性与性能的变化。结果表明:随着热暴露温度的提高,γ’相聚集长大、边角发生钝化,γ’相形貌由方形向圆形或近圆形转变,部分γ’相发生定向排列连接粗化的现象越显著;合金仅在850和900℃热暴露条件下有少量有害的针状TCP脆性相(σ相)析出;随着热暴露温度的升高,合金抗拉强度下降幅度增大,延伸率呈上升趋势。其主要原因是由于γ’相的粗化聚集和TCP相的析出。     

管材弯曲成形的国内外研究现状及发展趋势

总结了近年来国内外学者和工程技术人员从理论分析、实验研究、有限元数值模拟方面着手对管材弯曲成形开展的大量研究工作和取得的研究进展 ,包括管材弯曲过程中的起皱和破裂分析、横截面变形以及卸载后的回弹分析和预测等 ,并阐述了管材弯曲成形研究的发展趋势。