热等静压包套变形与粉末致密化的研究

根据粉末塑性变形理论,采用MSC.M arc软件完成了316不锈钢粉末热等净压成形过程的有限元模拟.重点分析了热等静压成形过程中致密包套沿径向和轴向的形变过程及其内部松装粉末的致密化规律.为了验证模拟结果,完成了测试样件的实物实验.为了更精确的结果比较,在样件的不同位置上选取了测试点.对比分析模拟和试验对应点的研究结果表明,径向位移的模拟结果偏小,相关点误差达到-5.33%、-13.64%;而轴向位移的模拟结果偏大,相关点的误差达到了7.43%、3.14%和4.57%;两者变形体积的相互抵消致使致密度模拟误差约为4.23%~6.45%。研究结果还表明,对于简单的柱状形包套采用有限元模拟的方法,可以形象、准确描述包套的形变以及粉末的致密化过程,此方法可以为复杂结构包套的研究提供参考,从而实现热等静压过程的精确控形.     

Simulation of pressure effects on hot isostatic pressing of stainless steel powder

To investigate the effects of pressure on the hot isostatic pressing (HIP) process of a stainless steel powder, density distribution and deformation of the powder at four different applied pressure levels were predicted and compared by using finite element method (FEM). Constitutive relations of porous compacts during HIP process were derived based on the yield criterion of porous metal materials. Thermo-mechanical coupling calculations were carried out by the MSC.Marc. Densification mechanisms were studied through evolutions of relative density, equivalent plastic strain and equivalent viscoplastic strain rate for compacts. The simulation results were also compared with experimental data. The results show that the densification rate and final density of compacts increase dramatically with the increase in the applied pressure level when it is below 100 MPa during HIP process, and the creep for compacts evolves into steady stage with the improvement of density.     

硼钢板热冲压成形过程接触热阻研究

高强度钢热成形中,板料的冷却路径直接影响成形后零件的力学性能,可靠的接触热阻能提高热成形温度场模拟计算结果的准确性。为了研究热冲压成形过程中板料与模具界面间的接触热阻,以WH1300HF热成形用无涂层硼钢板为研究对象,在小型实验伺服压力机上进行了硼钢板的热冲压平模实验,得到了不同压强下板料淬火冷却曲线及模具温度冷却曲线,并通过顺序函数法计算出板料和模具接触界面的热流密度及接触热阻。研究结果表明,板料与模具间界面的热流密度峰值随压强增加而增加,接触热阻稳定值随压强增加而减小。根据能量守能定律,计算出热冲压硼钢板马氏体相变潜热及平模淬火实验中马氏体相变分数。     

基于Nakajima试验的6061-T6铝合金胀形回弹规律研究

通过单向拉伸试验测试分析了不同轧制方向的6061-T6铝合金的基本力学性能,建立了Barlat'89各向异性屈服模型和Hollomon各向同性硬化模型。在此基础上,开展了不同宽度(20~60 mm)试样Nakajima胀形回弹有限元模拟与试验,研究了在相同冲压位移下回弹量的变化规律,分析了回弹前后不同宽度试样的应力应变状态与材料流动状况,揭示了不同宽度对胀形回弹的影响机制。结果表明:对于宽度为20~60 mm的胀形试样,回弹主要发生在试样长度方向,且随着试样宽度的增加,试样长度方向上的回弹量增大;在本次Nakajima试验条件下试样处于拉-压应变状态,卸载后试样在长度方向上收缩、宽度方向上扩展;试样宽度增大,宽度方向流动阻力和弹性应力增加,促使长度方向上回弹量增加。     

热等静压包套变形与粉末致密化的研究

根据粉末塑性变形理论,采用MSC.Marc软件完成了316不锈钢粉末热等净压成形过程的有限元模拟.重点分析了热等静压成形过程中致密包套沿径向和轴向的形变过程及其内部松装粉末的致密化规律.为了验证模拟结果,完成了测试样件的实物实验.为了更精确的结果比较,在样件的不同位置上选取了测试点.对比分析模拟和试验对应点的研究结果表...     

车载音视频管理系统的意义及关键技术研究

随着铁路建设的发展,铁路运输安全越来越被重视。乘务员在列车运行中起着核心作用,因此对机车乘务员的安全管理成为了重中之重。本文分析了车载音视频管理系统的应用意义及关键技术等内容。     

熔融沉积成型聚醚醚酮力学性能多尺度分析

对挤出成型(EM)聚醚醚酮(PEEK)和熔融沉积成型(FDM) PEEK试样进行单轴拉伸试验。结果表明,与EM试样相比,FDM试样屈服强度为98.30 MPa,提高4.3%,拉伸模量无明显变化,断裂应变为22.6%,下降87.1%。FDM试样拉伸断口微观形貌显示,试样以脆性断裂为主,伴有部分韧性断裂,试样内部存在大量规则孔洞,显著降低材料的韧性。针对PEEK材料的拉伸过程,通过建立PEEK材料的Johnson-Cook模型,模拟了材料的拉伸断裂过程,vonM ises应力最大偏差为5.8%,与试验较符合;从细观尺度模拟研究FDM不同搭接微孔洞对材料力学性能的影响,结果表明,与三尖瓣状微孔洞相比,星形线状微孔洞下制件承受的拉应力下降27.4%,丝材并行搭接将会降低材料的拉伸强度。     

HAP-TCP复合生物陶瓷浆料的激光3D打印及性能研究

羟基磷灰石(HAP)和磷酸三钙(TCP)是临床上常用的骨修复支架材料,将两者复合可以得到成型精度高、成骨性好、降解速度快的复合材料.本工作采用激光3D打印机打印,可以满足不规则人工骨的成型要求.将HAP-TCP复合陶瓷粉体与丙烯酸酯单体及其他助剂混合后进行球磨,得到陶瓷浆料.通过对打印工艺的研究确定了最佳固化深度为分层厚度的3～4倍,最佳扫描速度为2000 mm/s,并通过TG-DSC曲线的分析,得到生坯的烧结温度范围,通过对几种烧结温度的测试,确定了最佳烧结温度为1000℃.最后在最佳工艺参数下打印支架,通过SEM的观察可知晶相结合紧密,最后通过动物实验可知,支架植入老鼠颅骨后,大鼠未见死亡及不良反应症状,且能看到有成骨现象.