金属材料工程专业实验教学改革

阐述金属材料工程实验教学手段、教学理念改进及实验仪器设备的完善。通过多媒体及虚拟仿真等教学手段,将实际实验过程无法反映的内容以直观形式展示,提高学生学习效率、理解能力及创新思维。在实验教学中拓展授课内容,通过探究性教学模式,引发学生学习兴趣,增强动手愿望,提高实践能力及创新能力。     

基于CAE和激光快速成形技术的新型车轮开发

根据新型车轮的安装及外观要求完成了改型设计,采用MSC／MARC对车轮的弯曲疲劳试验和径向疲劳试验进行了仿真,提出了改进方向,通过激光快速成形技术制作了轮辐的木制原型,对不同的设计方案进行了评估和装配校验,确保了车轮在满足外观和装配要求的前提下,顺利通过弯曲疲劳试验和径向疲劳试验,保证了设计的一次性成功。     

镍添加对粉末冶金Al94.5Cu4Mg1.5耐腐蚀性能的提升作用

通过常规粉末冶金工艺制备了Al_(94.5)Cu_4Mg_(1.5)Ni_x(x=0、2、4、6、8(%,质量分数))试样,研究了不同Ni含量试样在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。利用X射线衍射(XRD)技术分析了试样烧结后的物相组成,通过电化学实验和失重腐蚀实验分析得到了试样的腐蚀数据,利用扫描电子显微镜(SEM)观察了试样的腐蚀形貌,并通过能谱仪(EDS)进行了微区成分分析。研究结果表明:烧结反应进行良好,Ni在烧结过程中可与Al反应生成金属间化合物Al_3Ni_2,铝基体在3.5%NaCl溶液中发生点蚀腐蚀,Ni的加入能够提高铝基体的腐蚀电位,减小腐蚀电流,使得基体的腐蚀程度减轻,材料的耐腐蚀性能提高。     

淬冷过程三维温度场有限元模拟数值振荡问题的研究

用作者编写的三维有限元程序对淬冷过程温度场进行了模拟计算，并与解析解（分离变量法）进行了比较。为了解决数值振荡问题，采用了局部网格细化、动态时间步长和集中热容矩阵等方法。通过模拟结果与解析解的比较可以看出，在时间步长选择合适的情况下，集中热容矩阵能够很好地解决数值振荡问题；如果不进行集中热容矩阵，无论是细化网格还是减小时间步长，其解决数值振荡问题的效果都不好。     

淬火过程初应变项对淬火残余应力的影响

淬火过程是温度、组织和应力应变3方面交互作用的复杂过程。文章考虑了淬火过程中各项热物性参数、力学性能参数等随温度的变化情况,建立了温度、组织和应力的耦合分析结构图,自行开发了淬火过程有限元模拟软件,选择平面问题为研究对象,建立相应的有限元分析模型,分析和讨论了由温度引起的初应变、相变引起的初应变及相变塑性对淬火残余应力的影响。根据有限元分析的结果,得到了淬火过程各项初应变对淬火残余应力的影响规律。     

冲压模具CAD系统中的关键技术

介绍了建立冲压模具CAD系统的关键技术。根据冲压模具零件的特点，将其按GT原理分类建库，并以后侧导柱上模板为例，说明了建库时应注意的问题；凹模外形设计是模具设计中的关键，用三角形方法对凹模外形进行了设计；针对模具装配图的消隐问题，提出了一种新的消隐方法－－图形实体重构法；通过程序实现了明细表与零件指引线的联动。     

预硬塑胶模具钢端部淬火工艺有限元模拟

介绍了对淬火工艺组织场进行计算的数学模型 ,用Scheil叠加方法解决了TTT曲线中孕育率、虚拟时间、扩散型相变量的计算 ,利用杠杆定律及铁碳相图解决了P2 0钢的先共析铁素体的计算 .编写了淬火工艺温度场、组织场模拟软件 ,利用模拟软件对P2 0塑胶模具钢的端部淬火试验进行了模拟 ,根据模拟结果分析了相变潜热对试样不同部分的冷却曲线及组织转变量的影响     

基于有限元方法的渗碳浓度场数值模拟

给出了渗碳层碳浓度的数学模型及求解的差分方法,提出了渗碳层浓度场数值振荡问题的解决方法、平面问题和轴对称问题的瞬态浓度场变分方法,利用有限元中的四节点四边形等参元编写了求解平面问题和轴对称问题的渗碳工艺模拟软件.通过直齿圆柱齿轮渗碳和圆柱体渗碳试验与有限元模拟结果的对比,检验了本文所开发的有限元模拟程序的准确性.对比结果表明,有限元方法的模拟结果与和试验测量结果吻合得较好.     

几何参数对曲面翻边成形的影响

对翻边成形工艺从理论角度进行了重新组合和分类,归纳总结得到9种翻边类型,基本涵盖了实际生产中经常见到的各种翻边形式,对9种翻边类零件进行建模并定义其关键的几何参数,通过对变形区的应变分析,得到影响翻边成形性能的几个主要因素。对每一种翻边类型,通过数值模拟,研究零件弯曲曲率半径R1、翻边曲率半径R2对翻边成形后变形区边缘绝对值最大切向应变εθmax的影响规律,通过实验对模拟结果进行验证。文中得到的规律可以对零件及模具的设计提供参考。