金属塑性成形过程的微观组织模拟与优化技术研究现状

介绍了金属塑性成形过程中微观组织演变的数学模型和常用的微观组织优化目标函数 ,给出了金属塑性成形微观组织模拟和优化的主要方法———微观遗传算法和灵敏度分析方法的基本原理 ,叙述了近年来国内外金属塑性成形微观组织模拟与优化研究概况。     

飞边槽结构形式对模锻成形的影响

开式模锻中飞边槽的形式对锻件成形过程的影响较大。本文通过大型体积成形有限元模拟软件DEFORM对采用不同形式飞边槽的锻件锻造过程进行了模拟，通过比较模拟结果得出不同形式飞边槽对模锻成形的影响，并就不同形式飞边槽在开式模锻中对模具型腔的填充性和模锻力的影响进行了详细分析。     

面向微观组织优化的锻造工艺预成形优化设计及实验研究

以锻件晶粒尺寸细小均匀为目标,以预成形形状设计为对象,提出了锻造成形过程微观组织优化设计方法,构建了锻造成形过程微观组织优化目标函数,并确定锻造成形预成形形状作为优化过程的设计变量。采用遗传算法和有限元模拟相结合的方法,开发了锻造过程微观组织优化程序,对典型的H型锻件进行了面向微观组织优化的预成形设计,取得了较好的效果。并根据优化设计的结果进行了实验研究,优化结果的晶粒尺寸及其分布趋势与实验结果比较吻合。     

基于有限元灵敏度分析的锻造成形微观组织优化设计

采用有限元、灵敏度分析与工程优化算法相结合的方法,以能充满型腔且少无飞边的终锻件的晶粒度分布均匀化为目标,以预成形形状为优化对象,对锻造成形过程的微观组织进行了优化设计。采用三次B样条函数描述预成形模具形状,并以B样条函数的控制点坐标为设计变量,给出了锻造过程微观组织演变的模型,建立了衡量锻件充型性能及微观组织分布均匀化的目标函数,推导了目标函数对设计变量的灵敏度,给出了优化设计步骤。并以一典型H型锻件为例,对锻件的微观组织进行了优化,取得了较好的结果。     

面向微观组织优化的锻造工艺预成形优化设计

以锻件晶粒尺寸细小均匀为目标,以预成形形状设计为对象,提出了锻造成形过程微观组织优化设计方法,构建了锻造成形过程微观组织优化目标函数,并确定锻造成形预成形形状作为优化过程的设计变量,给出了优化设计的具体步骤,采用微观遗传算法和有限元模拟方法开发了锻造过程微观组织优化程序,并对典型的圆柱体镦粗进行了面向微观组织优化的预成形设计,取得了较好的效果.     

基于变形均匀性的锻造过程微观组织优化方法及其应用

在中国国家自然科学基金项目《锻造成形微观组织优化方法研究及应用》资助下，为提供一种控制锻造成形制品微观晶粒尺寸的理论方法和途径，开展基于变形均匀性的锻造过程微观组织优化研究。 锻造生产除保证产品的基本形状要求外，更重要的是通过材料的塑性变形提高产品的综合机械性能。因此，金属塑性成形过程微观组织模拟与优化研究具有应用价值。 在描述金属在高温塑性变形中组织变化机制基础上，提出材料在热锻成形过程中动态再结晶、静态再结晶，以及晶粒长大等微观组织演变机理。金属塑性变形是以位错运动实现的。随着变形的进行，位错密度不断增加，高位错密度聚集的能量使材料处于不稳定状态。对于低层错能金属(碳钢)的热塑性变形，因其动态恢复缓慢而不能充分消除高密度层错能，动态恢复之后紧接着会出现动态再结晶现象。未能经过动态恢复和动态再结晶充分软化的金属停止变形后，其组织将发生静态再结晶。再结晶过程完成后的新组织是亚稳定的，为获得更稳定的组织，需要释放晶粒内部的潜能。因此，再结晶完成后，要发生进一步的晶粒长大来减少单位体积内的晶界面积。     

锻造成形微观组织优化建模及应用

以锻件晶粒度分布的均匀性与细小化为目标,建立了锻造变形过程的微观组织演变模型,并给出了优化目标函数表达式。采用刚塑性有限元和遗传优化算法相结合,开发了微观组织模拟与优化软件,并对典型的圆柱体镦粗工艺过程进行了微观组织模拟与优化。优化结果表明,影响变形均匀性的摩擦因素显著影响成形后的微观组织晶粒度的分布均匀性和细小化,同时对其它工艺因素的优化也能一定程度地实现对最终锻件组织均匀和细小化的控制。研究结果表明,在有限元数值模拟基础上建立微观遗传优化算法,能够对锻造等金属体积成形过程中的工艺参数与材料状态参数等实施优化,以达到通过控制成形工艺因素来优化微观组织,而实现提高产品性能的目的。     

遗传算法在锻造过程微观组织优化中的应用

采用刚塑性有限元和优化算法--遗传算法相结合的方法,对典型的圆柱体镦粗工艺过程进行了微观组织模拟与优化.以锻件微观组织分布均匀化与细小化为目标,通过对锻造过程中工艺参数模具压下速度进行优化,获得了在实际锻造生产中较为可行的模具压下速度参数,从而,有利于提高最终锻件的力学性能,并对工艺参数以及模具材料的选取提供有效的帮助.     

负载姜黄素的玉米多孔淀粉微球的优化制备、理化性质及释放研究

该文以玉米多孔淀粉为载体，采用蒸发溶剂法制备负载姜黄素的玉米多孔淀粉微球，优化姜黄素和玉米多孔淀粉的制备条件；采用扫描电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪、比表面仪和差示扫描分析仪等表征手段对负载姜黄素的多孔淀粉微球进行了详细的理化性质分析；并对微球的释放情况进行了研究。结果表明，当姜黄素与多孔淀粉质量比为1∶2.50时，制备的微球其载药量为(35.22±0.46)%、包封率为(90.70±0.12)%时，能显著提高姜黄素的体外释放速率。多种表征结果表明姜黄素被吸附进入到多孔淀粉的孔隙结构，在孔道内多呈无定型态或极细小的微晶态分布。姜黄素经吸附和负载，不仅提高了姜黄素的生物利用度，而且也为促进难溶性的姜黄素在食品领域的应用提供理论和实践依据。