时效对多胞铝合金薄壁结构压缩变形行为的影响

以6063铝合金多胞薄壁梁结构为研究对象,采用准静态轴向加载的方式,借助WAW-E600型微控万能试验机,探明时效处理对铝合金薄壁梁压缩变形行为与吸能性能的影响规律。结果表明:随着时效处理时间的延长,6063铝合金多胞薄壁梁试样的变形模式逐渐由欧拉模式转变为手风琴模式,试样的峰值载荷、名义载荷与吸能性能也逐渐提高;针对载荷-位移曲线进行二阶求导获得结构临界失稳载荷,运用Slogistic函数拟合研究时效处理对试样承载性能的影响规律;基于T-Student相关性参数评估方法,通过主因子相关性分析引入Ramberg-Osgood硬化指数n(n为变量),建立峰值载荷、名义载荷、可压缩变形量及吸能性能的二次多项式拟合模型,该模型能够准确预测不同时效处理状态下6063铝合金薄壁梁结构的弹塑性变形行为,为铝合金车身结构的概念设计提供理论指导。     

停放时间对6061铝合金性能及微观组织的影响

采用宏观检测与显微分析相结合的手段,研究不同停放时间下6061铝合金的力学性能与微观组织的变化规律。结果表明:停放时间对6061铝合金的晶粒尺寸有较大影响,晶粒尺寸呈先增大后减小的趋势;停放时间对6061铝合金弹塑性变形过渡阶段有较大影响,但对弹性及塑性阶段变形的影响很小。6061铝合金在停放为0~2 h时,力学性能无明显变化,变形后试样表面光滑,变形协调性较好;停放时间为12 h时,材料的抗拉强度和屈服强度降至最低,但伸长率提高,试样表面呈橘皮形貌,变形均匀性较差;停放时间为24 h^15 d时,合金的强度回升并逐渐趋于稳定。结果表明:随着停放时间的增长,6061铝合金断口的韧窝直径和深度不断增加,第二相粒子的尺寸也不断增大,形状由球状、带状逐渐转变为板状、块状。通过研究得到6061铝合金满足汽车结构强韧化需求,综合性能最优需求的停放时间为12~24 h。此研究结果能够为6061铝合金加工工艺优化提供理论指导。     

6063铝合金双道次热变形微观组织演变

采用Gleeble-1500热模拟试验机对6063铝合金进行双道次热轧试验,分析了合金在变形温度为300~500 ℃,应变速率为0.001~0.1 s^-1,道次间停留时间10~90 s时的流变应力和微观组织。结果表明:随着道次间停留时间增长,第二道次屈服应力减小;温度与道次间停留时间对合金的静态软化率有较大的影响。低温大应变速率短道次间停留时间下试样的强化相较多,其形貌为长条状与圆形;高温低应变速率长道次间停留时间下试样的强化相数量有所减少,其形貌以圆形为主。通过能谱分析可知,试样中的强化相以AlFeSi为主,长条状强化相为6 μm左右,圆形强化相尺寸约2 μm。     

激光焊接Ⅰ型钢质三明治板的研究进展

随着我国"一带一路"倡议和"海洋强国"战略的实施与推进,激光焊接Ⅰ型全钢三明治板作为一种新型轻质高强结构板,在海洋平台和船舶轻量化领域有着广阔的应用前景。激光焊接T型接头是Ⅰ型三明治板面板和芯板的连接部分,同时因T型接头的焊接缺欠对整体板承载能力的弱化使其成为最薄弱区。分析了近十年关于Ⅰ型钢质三明治板及T型接头的研究,往从制备方法、性能评定、结构优化等方面开展大量试验研究、数值计算和理论研究,以减轻舰船重量,提升航行速度,降低设计周期及成本,从而推进Ⅰ型钢质三明治板在舰船轻量化方面的应用。     

基于混合元胞自动机算法的连续体结构非线性拓扑优化

采用一种无梯度的混合元胞自动机 (HCA) 算法，通过将元胞自动机(CA)规则与LS-DYNA求解器耦合来实现拓扑优化，解决了材料非线性小变形工况在迭代过程中的振荡不收敛及突变现象。通过引入体积约束函数并不断更新应变能密度目标值，使优化结构的质量能够精确收敛于目标质量，实现了拓扑优化结果对结构尺寸优化的目的。研究结果表明，非线性分析对实际工程中的结构优化设计非常重要，结合LS-DYNA求解器的HCA拓扑优化算法对求解非线性问题高效可靠，能够有效减少奇异解并消除棋盘格现象，具有良好的工程应用价值。     

基于多因子交互作用的PP/EPDM复合材料注射成型工艺优化

通过Moldflow仿真软件建立了汽车侧踏板聚丙烯/三元乙丙烯(PP/EPDM)复合材料端盖注射成型仿真模型,采用析因设计筛选出对工件翘曲、体积收缩、表面缩痕等缺陷影响最显著的主因子与交互因子,应用正交试验设计方法模拟得到最佳注射成型工艺,并进行了验证。结果表明:对目标值影响显著的主因子为熔体温度、模具温度、注射时间、保压时间和保压压力,交互因子为熔体温度与模具温度、注射时间与保压时间;最优注射成型工艺为熔体温度220℃、模具温度40℃、注射时间2s、保压时间25s、保压压力60 MPa,模拟得到的最大翘曲量比原工艺方案的减小了33.21%,体积收缩率降低了39.61%,表面质量显著提高。     

多尺度铝合金变形组织演变模型研究进展

铝合金在热成形过程中,微观组织会发生晶粒长大、晶粒不均匀变形、动态再结晶等一系列复杂的演化,而这些材料内部微观结构的改变,会直接影响铝合金的综合性能。通过掌握变形过程中微观组织演变的物理本质,以达到控制微观组织及产品性能的目的,已经越来越受到材料研究者的重视。对铝合金变形组织演变模型的研究现状进行了综述,重点介绍了多尺度模拟方法,同时指出了研究中存在的问题,对铝合金变形组织演变建模的发展趋势进行了展望。     

7150铝合金高温热压缩变形流变应力行为

在Gleeble-1500热模拟机上对7150铝合金进行高温热压缩实验,研究该合金在变形温度为300~450 ℃和应变速率为0.01～10 s~(-1) 条件下的流变应力行为.结果表明:流变应力在变形初期随着应变的增加而增大,出现峰值后逐渐趋于平稳;峰值应力随着温度的升高而减小,随着应变速率的增大而增大;可用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦关系来描述合金的热流变行为,其变形激活能为226.698 8 kJ/mol;随着温度的升高和应变速率的降低,合金中拉长的晶粒发生粗化,亚晶尺寸增大,再结晶晶粒在晶界交叉处出现并且晶粒数量逐渐增加;合金热压缩变形的主要软化机制由动态回复逐步转变为动态再结晶.