基于Kriging代理模型的气辅注射成型工艺优化

针对气辅成型工艺设定及控制的复杂性,使用Kriging代理模型近似拟合气辅成型工艺参数与气体穿透长度之间的非线性函数关系,建立起Kriging代理模型与APSO算法相结合的优化策略。应用所建立的优化方案,以气体的穿透深度为优化的目标,模拟了某汽车后视镜的气辅成型工艺优化过程。算例表明,基于Kriging代理模型与APSO算法耦合的优化策略可以在小样本情况下获取较高的求解精度和较快的收敛速度。     

热冲压高强钢B1500HS的淬火-碳分配试验研究

为克服现行热冲压制件塑性较差的缺点,研究将淬火-碳分配(Quenching-Partitioning)工艺与热冲压工艺结合的可行性。通过热冲压高强钢B1500HS的全马氏体转变、QP一步法和QP两步法的热模拟试验、拉伸试验、显微组织观察等方法,研究了不同QP热处理工艺参数对材料性能的影响。结果表明,在合适的工艺参数下,QP一步法能获得恰当的马氏体和残留奥氏体组织,在基本保证热冲压制件超高强度的同时有效提高其伸长率,从而提升制件的综合力学性能。试验结果显示,与代表现行热冲压工艺的全马氏体转变相比,QP一步法提高强塑积约24%。     

基于整车车门薄壁模拟块的铣削力模型研究

针对汽车功能主模型检具中的车门薄壁模拟块高速铣削工况,提出了四因素四水平的正交试验方案,运用多元线性回归方法建立了螺旋刃球头铣刀的铣削力经验指数模型。通过正交试验表,初步分析了各铣削参数对铣削力的影响,并采取进一步试验,验证了模型的精度,给出了初步优化参数。铣削力经验指数模型的建立在为加工现场提供快速铣削力计算方法的同时,也为同类薄壁件高速铣削加工有限元模拟和变形控制方案的研究提供可靠的力边界条件。     

基于响应面法的铝合金波纹管热屈曲成形工艺参数分析

基于热屈曲成形原理进行了铝合金波纹管单波成形实验研究。通过单因素实验研究了压缩距离、加热温度、压缩速度、加热宽度、管材壁厚以及管材直径对成形质量的影响。在单波成形的基础上,利用响应面法建立了工艺参数与波纹管的波高和波宽之间的关系模型。结果表明,压缩距离和加热温度对不同壁厚和管材直径的波纹管的波高均具有显著影响,加热宽度则对波宽有较大影响,而压缩速度的影响相对较弱。此外,根据响应面模型反推出要获得预期波纹轮廓所需输入的成形工艺参数,并通过实验验证了该模型的可靠性。成形轮廓误差小于4.5%。     

高聚物挤出胀大的迭代稳定分步算法模拟

重构引入有限增量微积分过程的压力稳定质量守恒方程,以克服因流体不可压缩性引发的压力场空间分布虚假振荡现象。采用离散的弹性-粘性应力分裂技术以在缺失纯粘性项情况下保持动量方程弱形式中的椭圆项贡献。利用迎风流线方法离散粘弹性Phan-Thien-Tanner本构方程中的对流项,基于Crank-Nicolson隐式差分格式的迭代稳定分步算法求解质量、动量守恒方程和本构方程。用流函数法追踪和确定移动自由面,对等温低密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯熔体的挤出胀大进行数值模拟,数值结果与相关文献和试验结果吻合得较好。     

GH3536镍基变形高温合金的应力松弛行为与蠕变本构方程

对GH3536高温合金在变形温度为650、750和850℃和初应力为150、200和250 MPa条件下进行了多组应力松弛试验，研究了温度和初应力对GH3536高温合金应力松弛行为和松弛极限的影响，分析了应力松弛行为的特点。采用三次延迟函数对试验获得的松弛曲线进行了拟合，推导出蠕变应变速率与应力的关系，并基于分段蠕变本构方程对蠕变应变速率-应力曲线进行了拟合，并确定了方程中的材料常数。将蠕变本构方程代入ABAQUS有限元软件中对GH3536高温合金的应力松弛过程进行了模拟。结果表明，模拟数据与试验数据吻合较好，表明建立的蠕变本构方程可很好地描述GH3536高温合金在相应条件下的应力松弛行为。     

金属薄板单轴弹塑性屈曲变形与回弹的几何参数研究

针对金属薄板受压时产生的弹塑性屈曲现象,开展理论与实验研究。将薄板屈曲分成加载和卸载两个阶段进行分析,对加载阶段引入余弦函数轮廓假设,对卸载阶段引入平面应变假设,以此建立薄板屈曲的几何特征参数模型。以304不锈钢为例,结合一套多向拉压装置,开展了不同长度的金属薄板屈曲变形与回弹实验。根据本文模型计算试样回弹后的参数,并与实验数据进行对比,其中高度误差小于5. 4%,长度误差小于2. 5%。进一步对参数分析表明:回弹后的长度与高度均随试样原始长度的增加而增加,且前者接近线性关系;随着板厚增加,回弹后试样高度增加而长度减小。     

汽车车身节点刚度和强度数值分析

为了研究使用全铝结构代替原来的钢结构车身的可行性,提出用于节点刚度和强度分析的T型标准模型,用数值模拟方法研究了不同节点类型、不同焊缝质量对车身节点刚度和强度的影响。结果表明,4种节点分析模型的刚度和强度综合性能优劣依次为矩形伸出端、垂直槽钢伸出端、斜槽型伸出端、角钢伸出端;节点焊缝圆角半径越大,节点刚度越大,强度变化不明显。     

GH3536合金板材复杂曲面冲压回弹预测

研究了GH3536合金板材复杂型面的冲压回弹预测问题。基于LS-DYNA有限元模拟软件以及优化软件LS-OPT,建立了一种适用于Y-U硬化模型和Chaboche硬化模型的参数拟合方法，并拟合了上述模型的待定参数。通过对比材料模型对循环剪切应力-应变曲线的力学响应和回弹预测，并与实验数据进行对比分析，确定了最适合GH3536合金板材复杂曲面冲压回弹预测的材料模型。结果表明，Hill’48屈服准则搭配Y-U硬化模型不仅能够很好地描述GH3536合金板材反向加载时的瞬时包辛格效应和相关硬化特性，从而实现对循环剪切应力-应变曲线的高精度力学响应，还可以准确地预测GH3536合金板材复杂型面的回弹。     

先进热成形汽车钢制造与使用的研究现状与展望

汽车采用超高强钢是实现轻量化兼顾安全性的必由之路,热冲压成形是高强汽车零件成形的关键工艺。近10年来,热成形钢及其零件制造技术迅速发展。本文从以下几方面对热成形钢/零件制造与使用现状进行了综述:(1)热成形钢材料(从传统MnB钢到最近新发布的一些热成形新钢种);(2)工艺(热成形传统工艺到工业4.0智能化生产);(3)热成形淬火配分(QP)创新工艺研究现状及形变热处理基本原理;(4)热成形过程的仿真模拟(热/力场、组织场、工艺等的模拟);(5)热成形零件的使用服役评价。并对今后热成形汽车钢制造与使用前景作出展望。