生物医用Ti6Al4V合金注射成形研究北大核心

利用PEG基粘结剂体系和气雾化球形Ti6Al4V合金粉制备了成分均匀、流变性能及热性能稳定的注射料,并进行烧结。通过工艺参数调控,1 320℃下保温3 h的烧结试样相对密度97.6%,极限抗拉强度900 MPa,屈服强度867 MPa,伸长率为12%,力学性能整体满足ASTM F2885-11标准要求。高真空烧结条件加速了烧结件的致密化过程,而且能够有效降低氧、氮等杂质元素的含量,除氧元素质量分数(0.229%)略高于标准值(<0.200%)外,其他杂质元素含量均满足ASTMF2885-11标准。     

38MnB5热成形钢高温变形行为及本构方程

利用Gleeble-3500热模拟试验机对38MnB5热成形钢的高温变形行为进行研究, 分别在650~950℃温度区间内, 以0.01、0.1、1和10 s-1的应变速率对其进行等温单向拉伸测试, 并得到相应条件下的真应力-应变曲线.结果表明: 38MnB5热成形钢流变应力随着变形温度的升高而减小, 随着应变速率的增大而增大.当应变速率逐渐增加时, 热变形时发生的动态回复和动态再结晶效果并不显著, 而当温度逐渐升高时, 二者作用逐渐加强.考虑了温度、应变速率和应变的综合复杂影响, 建立38MnB5热成形钢高温下的本构方程.此本构方程通过对流变应力、应变、应变速率等实验数据的回归分析, 得到与变形温度、应变速率和应变相关的材料参数多项式.计算结果与实验结果对比发现, 通过本构方程所获得的计算值与试验值吻合良好.      

基于云平台的铸钢产品成形工艺设计方法

本文主要介绍了全流程虚拟制造系统云平台在设计铸钢件的成形工艺以及生产过程中的应用,设计人员可利用云平台设计产品的加工余量、砂芯参数、浇注系统、冒口、模具等内容,系统可实现产品工艺设计过程中的公式自动计算,实现工艺人员的快速设计,提高铸造工艺设计的效率和质量.     

锥形螺旋焊管成形过程的有限元分析

在研究螺旋焊管成形过程中带钢的变形特征、焊管管壁层间应力的基础上,提出了一种特殊工艺过程——锥形螺旋焊管成形工艺。采用有限元法对锥形螺旋焊管成形过程进行有限元数值模拟,结果表明:①随着带钢厚度变大,带钢的应变变小;②随着辊径的减小,带钢边部应变逐渐减少。经过计算,利用现有的工况条件能够实现锥形螺旋焊管的成形过程。     

Al/Mg双层方管渐进扩径成形的数值模拟及实验研究

为了研究渐进扩径成形(Progressive expanding forming,PEF)工艺对Al/Mg双金属复合方形管材成形过程多物理场及微观组织的影响,根据PEF工艺的特点,采用DEFORM-3D软件建立了三维热力耦合的有限元数值模型并进行模拟,在PEF工艺实验中开展了微观组织表征及硬度测试,研究了预热温度对成形载荷及坯料形变的影响、挤压速度对坯料温度场及等效应力的影响,以及不同坯料预热温度对Al/Mg双金属微观组织的影响。结果表明：PEF工艺可以产生大塑性变形(Severe plastic deformation),有效地细化双层方管的微观组织,并且能够直接一次形成壁厚为3 mm的Al/Mg双金属复合方管;坯料预热温度从340℃上升到430℃时,成形载荷呈下降趋势,下降了约28.6%;挤压速度越快,挤压剪切扩径区的等效应力越大;在Al/Mg双金属复合界面过渡区会形成Mg₁₇Al₁₂、Mg Al、Mg₂Al₃三种铝镁的化合产物,结合层硬度较高;当挤压速度为10 mm/s、挤压温度为400℃、扩...     

铝/铜异种金属双面搅拌摩擦焊接成形及接头力学性能

对12 mm厚的1060纯铝与T2紫铜进行了双面搅拌摩擦焊接,研究了焊接速度对焊缝成形与接头力学性能的影响。结果表明：在搅拌头转速为600 r/min的条件下,当焊接速度为30～50 mm/min时,焊接速度对接头力学性能影响较小,接头均断裂于铝母材一侧;当焊接速度为30 mm/min时,获得了无缺陷的焊接接头;当焊接速度为40～50 mm/min时,接头出现扁平状小孔洞缺陷,此时,由于搅入焊缝的铜与铝混合形成复合材料结构,增强了焊缝性能,因此,其接头强度仍高于纯铝母材的;当焊接速度超过60 mm/min时,热输入降低引起材料流动不足,在接头内形成贯穿焊缝的孔洞缺陷,使接头承载面积减小,抗拉强度降低。搅拌区中部受到搅拌头两次热力搅拌作用,硬度最高。此外,由于第一道焊缝引起工件变形,在相同下压量的情况下,第二道焊缝相对于第一道焊缝压力略低、热输入较小,使得焊缝底部(即第二道焊缝)的硬度低于焊缝上部(即第一道焊缝)的,且第二道焊缝更易出现孔洞缺陷。综合考虑焊接效率和接头性能,50 mm/min为最优焊接速度,此时接头性能与铝母材的相当,抗拉强度为75.6 MPa,伸长率为26%。     

气体保护焊短路过渡熔滴成形的建模分析

提出了气体保护焊短路过渡过程中的熔滴成形的概念,并建立了模型.通过微距高速摄像技术和数字图像处理技术对熔滴成形过程中小滴状熔液所受的重力、电磁力以及表面张力提供的支持力进行了分析和定量计算,认为表面张力所提供的支持力远大于电磁力和重力共同导致的促使小滴状熔液下落的力.同时考虑了焊丝的熔化,认为以上因素最终造成小滴状熔液能以滴状的形态不断在焊丝端面进行扩展,形成熔滴.试验证明了熔滴成形这一模型的正确性.     

Mg-9Gd-3Y-0.6Zr-0.05Ag镁合金模锻件微观组织及力学性能不均匀性研究

基于DEFORM-3D数值分析软件,模拟了Mg-9Gd-3Y-0.6Zr-0.05Ag镁合金模锻件的成形过程,并研究了其顶部(T)、中部(M)和底部(B)的微观组织和力学性能.结果表明:模锻成形后,模锻件内部区域的温度和应变沿挤压方向从顶部至底部的分布不均匀,其中,温度呈现逐渐升高的趋势,应变呈现先增大、后减小的趋势....     

非关联本构模型在铝合金板料成形有限元模拟中的应用

首先论述了在具有较强各向异性材料的变形分析中应用非关联本构模型的必要性和可行性;接着,以Hill48和Yld2000-3d两种屈服函数为基础建立了非关联本构模型,通过二次开发的方式将建立的本构模型嵌入商业化有限元软件Abaqus/Explicit中,实现在模拟中对这些新模型的应用;最后,应用所开发的本构模型对铝合金圆筒...     

氩气雾化喷射成形的镍基高温合金

利用氩气才化喷射沉积技术制备了镍基高温合金沉积坯,沉积坯整体致密、组织均匀、无宏观偏析、含气量低。从雾化颗粒特性、沉积坯的孔隙度、晶粒度、微观组织等方面评价了沉积坯重量,并进行了工艺优化,初步研究了沉积坯孔隙度的形成和影响机制。另外,还研究了热等静压对沉积坯孔隙度和微观组织的影响。