高固相率半固态材料本构模型的研究

研究了高固相率半固态材料的变形行为，基于连续介质力学和耦合理论，建立了描述其变形行为的两相本构模型，并以半固态Al—4Cu—Mg合金作为研究材料，根据等温压缩试验结果确定了本构模型中的待定参数，为深入进行半固态材料加工理论研究、计算机模拟和工艺实践提供了参考。     

基于类等势场的粉末高温合金盘件等温锻造预成形设计

以体积成形工艺为例提出了一种新的预成形设计方法。通过静电场模拟选取适当的等势线作为预锻模型腔的基本形状，将选取的预成形形状通过频谱分析进行光顺处理，可以确定出六组预锻模型腔最终轮廓形状。利用有限元软件对粉末高温合金盘件两工步（预锻＋终锻）等温锻造过程进行模拟，进一步分析了相关场变量的分布，优选出预锻模型腔形状。分析表明，基于类等势场法的预成形设计和基于频谱分析的曲线曲面光顺处理方法适合体积成形工艺的预制坯设计。     

电塑性摩擦焊接过程的动态再结晶数值模拟

摩擦焊过程中界面的塑性变形是摩擦焊的核心，中以宇航工程常用的构件材料LY12合金为研究对象，建立了电场条件下棒状试件摩擦焊的热力耦合塑性成形有限元分析模型，获得了焊接过程中焊接界面处材料的温度场、应变场、应力场、电场强度等物理参量场，并应用Yada模型建立了LY12合金摩擦焊接过程显微组织的演化模型，计算了摩擦焊接过程动态再结晶区的分布及再结晶区晶粒的尺寸，并分析研究了上述场变量对电场条件下连续驱动摩擦焊成形工艺及成形件质量的影响。     

锻模型腔表面热负荷分析

根据锻模型腔热负荷来源,通过非稳态传热理论,分析研究了模具工作表面层的温度分布与传递规律,给出了型腔表面温度分布梯度和热流密度公式,并给出了锻模型腔表面的温度负荷峰值的计算公式。同时分析了温度波在模具中的传递规律,热影响区范围与影响机理,为进一步开展锻模温度场与热应力场的研究提供了基础。     

GH4169合金摩擦焊规范与成形性能

以高性能航空发动机蜗轮盘和压气机盘为背景,应用能量方法对GH4169合金管状模拟试件的惯性摩擦焊接过程进行了分析与计算,推导出了焊接热力影响区主要热参数的理论计算公式。经编程计算,给出了摩擦焊接区域温度和飞边分流半径的拟合曲线,并分析研究了飞边缺陷的种类及其产生的原因。内缺陷以分流半径为参考,该处存在速度奇异点,不良的工艺规范,会导致裂纹缺陷。中间缺陷以分离半径为参考,该处存在较大的应力集中,从而容易产生裂纹缺陷。外缺陷以飞边半径为参考,当温度较低的飞边外缘处拉应力值达到某一临界值后,就会在翘起的外飞边上产生裂纹缺陷。基于本文方法,可以合理地制定出惯性摩擦焊接规范,从而为提高GH4169合金的成形性能和接头质量创造条件。     

粉末成型液压机的自动控制模式

在保留通用液压机原有手动控制功能的前提下,用可编程控制器对其进行自动化改造,以满足粉末成型工艺的要求, 使通用液压机的使用范围更加宽广。     

热锻模具的优化设计方法

从分析工程实际中热锻模具的失效形式入手,建立了一种考虑主要失效形式的串联模型,根据材料的最优利用原则,推导出适用于热锻模具的优化设计方法,该方法对工程实际有一定指导意义     

FGH96合金挤压过程的数值模拟与试验研究

根据刚塑性有限元理论,基于DEFORM-3D软件平台,对FCH96合金不同参数(摩擦因子、模具与坯料之间的热传导系数)下的挤压过程进行了模拟研究.获得了挤压载荷、温度变化、等效应变场以及金属流线等规律,从而为FGH96合金的实际挤压过程提供了参考,为工艺参数的优化提供了基础.研究成果在实际应用中,得到了良好的挤压件.     

FGH96合金的热变形行为及其热加工图

通过热压缩试验研究了FGH96粉末高温合金在应变速率为0.001~0.1 s-1,变形温度为1000~1 100℃条件下的热成形性能,建立了FGH96的热变形方程。综合考虑变形温度和应变速率对FGH96合金的变形行为和可加工性的影响,基于动态材料模型建立了应变为0.07~0.5的能量耗散图,根据稳定性判据得到非稳定区,将两者叠加,就构成FGH96的热加工图。根据热加工图确定了实际可行的热变形工艺参数范围。     

毛乌素沙地主要树种燃烧性研究

树种含水率、热值、灰分、着火温度等理化指标对其燃烧性起重要作用,可影响森林火灾发生难易程度、燃烧速度、强度和能量释放大小等,也是筛选防火树种的重要依据。以毛乌素沙地21种主要树种为研究对象,以各树种含水率、热值、着火温度、粗脂肪、灰分值为数据基础,利用主成分分析法进行燃烧性综合排序。研究结果：（1）乔木树种燃烧性由大到小排序为：云杉、樟子松、侧柏、油松、河北杨、杏树、合作杨、新疆杨、火炬树、刺槐;灌木树种燃烧性排序为：沙地柏、沙柳、柠条、野樱桃、花棒、沙蒿、踏郎、紫穗槐、红瑞木、水蜡、沙棘。（2）乔灌树种燃烧性排序可知,强抗火树种：新疆杨、火炬树、刺槐、紫穗槐、红瑞木、水蜡、沙棘;可抗火性树种：油松、河北杨、杏树、合作杨、野樱桃、花棒、沙蒿、踏郎;弱抗火性树种：云杉、樟子松、侧柏、沙地柏、沙柳、柠条。树种燃烧性排序可为毛乌素沙地内抗火性树种筛选提供科学依据,预防和降低该区域火灾发生频率,保护沙地内生态资源。