42CrMo环件铸辗复合成形的跨尺度建模

基于有限元理论和元胞自动机模型,提出一种宏观与微观尺度相结合的铸态42CrMo合金环件短流程铸辗复合成形工艺混合建模方法。在铸辗复合成形新工艺理论框架下,定义考虑环坯热变形行为和晶粒空间结构的宏观/微观边界转换条件,该边界条件有助于环件的形/性一体化调控。在微观元胞自动机模型框架下,研究晶粒拓扑变形技术,充分考虑晶粒空间重叠的结构问题,通过独立成分分析对晶粒的拓扑结构进行优化。应用混合模型模拟环件短流程铸辗复合成形过程,结果表明,混合建模能根据环件整体和各位置所需表现尺度的不同,应用不同层次的宏微观模型分别模拟,有效提高了铸态环件短流程铸辗复合成形工艺的模拟效能。     

2A14铝合金的动态再结晶模型及热变形组织演变

为研究2A14铝合金的动态再结晶模型和热变形组织演变规律,在Gleeble-3500试验机上对2A14铝合金进行等温压缩,试验温度为573~773 K,应变速率为0.01~10 s~(-1),压下量为60%,变形后淬火保留高温组织。通过其流变应力曲线,建立临界应变和峰值应变的关系,并建立动态再结晶体积分数预测模型。通过对其组织晶粒演变分析,发现动态再结晶晶粒与变形温度和速率关系密切,会随着温度的增高,应变速率的降低而增大。     

GCr15钢在时效过程中的相变动力学及组织演变

利用DSC测试和等转变量法获得了经淬、回火后的GCr15轴承钢在不同时效温度下残留奥氏体分解和碳化物转变的动力学模型,并利用XRD、SEM、洛氏硬度等测试方法,对不同温度时效不同时间后的微观组织进行了分析。结果表明,动力学模型能对时效过程中的组织演变进行较为准确的预测,时效处理可以降低残留奥氏体的含量,提高其相内碳浓度,但是同时也会促使碳化物颗粒长大,并使材料的洛氏硬度有所降低。     

球阀零件复合轧制再结晶演化行为研究

复合轧制是一种将普通环轧与三辊横轧相结合的塑性回转成形新方法,可实现球阀类零件的精密成形。以复合轧制为工艺对象,利用有限元模拟与实验验证相结合的方法,研究球阀零件成形过程中的再结晶演变规律及主要工艺参数对其影响规律。结果表明:球阀零件复合轧制过程中,动态再结晶发生的先后与应变发生的先后有关,而发生的速度则与所处位置的温度和变形速度有关;球阀零件除心部晶粒细化作用不明显外,整个内孔壁等大部分金属都发生明显晶粒细化;随着初轧温度的升高,成形件晶粒尺寸逐渐增大,平均晶粒尺寸均匀性越好;随进给速度增加,晶粒尺寸的轴向差异越明显,且晶粒尺寸会略大,平均晶粒尺寸均匀性越差。     

环件冷辗扩芯辊进给速度规范设计

针对环件冷辗扩的特点，结合环件冷辗扩机的工作原理，提出了四种不同的芯辊进给速度设计规范。以矩形截面为分析对象，根据进给速度为常数、每转进给量为常数、环件外径增长速度为常数和随动导向辊圆心的旋转速度为常数这四种控制条件，提出了芯辊进给速度设计方法，推导出了直径的增长规律。根据试验数据，以Abaqus为平台，模拟了四种进给速度规范下的辗扩过程，分析了冷辗扩力和环件成形的圆度变化规律。总结了四种设计方案的优缺点，提出了在不同辗扩阶段采用不同的进给规范的设计思路，以期能为环件冷辗扩的工艺和控制设计提供新的理论依据。     

环件冷辗扩中单辊随动导向运动规律研究

根据立式单导向辊随动导向冷辗环机的实际工况，建立了矩形截面环件和深沟球截面环件冷辗扩的运动学模型，分析两种环件的直径变化规律，研究了一定辗扩工艺条件下导向辊的运动规律。建立根据冷辗扩工艺来确定导向辊运动的一整套设计方法，并用MATLAB编写求解程序以求解所有的设计参数。精确地控制导向辊的运动规律有利于提高环件冷辗扩的精度。研究结果为冷辗环机的设计制造提供了依据。     

配汽嘴内饱和蒸汽流动数值模拟及设计

采用限流射孔技术可以改善油井吸汽剖面,最终达到提高油层动用程度及油井产量的目的。针对配汽嘴内汽液两相流动特点,基于质量守恒定律、牛顿第二定律、热力学第一定律和热力学第二定律,对高温、高压下饱和蒸汽汽液两相临界流进行了数值模拟,编制了与已有配汽软件相配套的计算程序,通过实例计算阐述了配汽嘴的工况设计步骤,所提出的配汽嘴的设计方法已成功地应用到河南油田的单井分层配汽工艺中。     

集磁器结构对磁脉冲辅助半固态钎焊接头组织和性能的影响

采用电磁-结构-流场耦合的多物理场耦合模拟方法,对比分析了等内径和带锥角两种集磁器条件下Cu/Al管的磁脉冲辅助半固态钎焊过程,考察了外管的变形行为和半固态钎料的剪切流变行为.结果表明,采用等内径集磁器时,钎料所受的剪切应力和相应的剪切流变速率在端部最高,底部次之,中部最弱,导致搭接区域内去膜效果存在差异,甚至影响界面...     

火车车轮卧式轧制热力耦合有限元模拟分析

车轮轧制是采用压轧工艺生产整体车轮的一个重要工步。目前,车轮成形工艺的研究主要集中在预成形及辐板弯曲等工步,对于轧制工艺研究相对较少。该文结合车轮卧式轧制原理及特点,在有限元分析软件ABAQUS中建立了车轮七辊卧式轧制的三维热力耦合有限元分析模型。根据有限元模拟结果,探讨了车轮轧制过程中,轮坯表面金属流动规律,轮坯应力、应变及温度的分布和变化规律,以及轧制力能参数的大小及变化。研究结果为车轮卧式轧制的有限元模拟分析和生产实践提供了一定的参考。     

环件径轴向轧制中轴向爬升机制与抑制方法研究

环件径轴向轧制过程是多运动耦合作用下的复杂动态变形过程,轧制过程中容易出现各种不稳定现象,研究针对环件在径向孔型中沿轴向向上爬升（又称爬辊）的轧制失稳现象, 首先运用力学理论,分析了环件在径轴向轧制过程中的受力状态,揭示了其爬辊现象产生的力学机制,然后提出了一种基于导向辊的形状与分布优化设计的爬辊现象抑制方法,并通过有限元模拟和实验验证了该方法的有效性。研究结果为实际生产中有效地解决爬辊现象提供了科学指导依据。