盒形件法兰起皱临界压边力影响规律研究

起皱足盒形件拉深成形中的主要缺陷,而压边力是控制法兰起皱的主要手段.本文采用基于C-B准则的理论解析与数值模拟方法,研究了材料性能和工艺参数对盒形件拉深法兰起皱临界压边力的影响规律.结果表明:材料性能参数中强度系数K、硬化指数n对法兰起皱临界压边力影响较大,而塑性应变比γ对临界压边力几乎没有影 响;临界压边力随拉深行程增加而增大,凹模圆角增大时,临界压边力减小,凸、凹模间隙对临界压边力影响较小.     

10%Cr钢高温流动特性研究及数值模拟

X12Cr Mo WVNb N10-1-1(X12)铁素体耐热钢是核电转子常用材料,为研究其在高温条件下的变形行为,利用Gleeble-3800热力模拟实验机进行了应变速率为0.01~1 s-1、温度在1050~1250℃条件下的热压缩实验。实验表明,在压下量为25%时,材料仅在应变速率为1 s-1并且流动应力达到最大值后会发生明显的软化现象。同时,利用实验获取的材料数据,输入Deform-3D软件,进行了压下量为20%、应变速率为0.1 s-1时不同温度条件下的数值模拟,并对此种条件下的等效应力、等效应变和最大主应力的分布进行了分析讨论。结果表明:随着温度的升高,等效应变分布均匀,等效应力和最大主应力逐渐下降,并且最大主应力的减小幅度变大。     

异步轧制AZ31镁合金板带的研究

通过DEFORM有限元软件模拟和实验,研究了对称轧制、同径异速与异径同速三种轧制工艺对AZ31镁合金轧制的影响,并对AZ31镁合金的边裂、等效应力、等效应变和等效应变速率进行了分析。结果表明:两种异步轧制工艺均有利于降低AZ31镁合金的轧制力和边裂;同步轧制时板材的等效应力、等效应变和等效应变速率在厚度方向上呈对称分布,而异步轧制则为不对称分布;两种异步轧制工艺对板材的等效应力、等效应变和等效应变速率也有较为明显的影响。     

带材拉伸弯曲矫直变形仿真模型的建立

分别在理想弹塑性平面应变假设和线性强化弹塑性平面应变假设条件下,考虑任意初始板形缺陷(初始残余应力)的影响,推导出不同应力分布型式的中性层偏移量以及中间层纵向应变的计算公式,分析其应力分布的边界条件。建立了拉伸弯曲矫直过程的仿真模型,对仿真结果分析表明,该仿真模型符合生产实际。     

镁合金AZ61热流变应力模型的两种建模方法

为确定镁合金AZ61热变形特性与制定合理的成形工艺参数,利用Gleeble-1500热模拟试验机研究该材料在变形温度523K~673K和应变速率0.001s-1~1s-1下的流变应力行为。根据实验数据,确定热变形激活能,建立峰值应力与温度和应变速率的关系式。采用两种不同方法,分别建立任意时刻流变应力与温度、应变速率和应变的关系式,并验证了流变应力方程的准确性。研究结果表明,直接考虑应变对应力的影响模型相对误差为5.46%,通过动态再结晶分数间接考虑应变对应力的影响模型相对误差为5.42%,两种模型的预测值均与实验值较吻合。     

C19400铜板带可逆热轧有限元模型的建立及分析

基于企业生产工艺和三维有限元理论,通过DEFORM-3D平台建立了C19400铜板带可逆热轧有限元模型,并根据企业现场实测C19400铜板带轧制力验证了该模型的准确性。利用该模型模拟了前3道次热轧时C19400铜板带等效应变、等效应力、温度场和轧制力的变化情况。结果表明:计算轧制力与企业现场实测数据较为吻合,其中,3个道次的相关系数R分别为0.970,0.996和0.994,平均相对误差AARE分别为5.8%,3.3%和4.1%;等效应变分布较均匀,最大等效应变位于轧辊与轧件接触的棱边处,3个道次分别为0.568,1.283和2.130;最大等效应力位于轧件棱角处和轧辊与轧件接触的轧制区域,且以此区域为中心,等效应力向四周逐渐减小,最大等效应力为88.1 MPa。     

基于裂纹尖端钝化能的断裂韧性估算方法

基于裂纹尖端塑性钝化能,从平面应力状态和平面应变状态分析KIc入手,建立了金属材料平面应变断裂韧性KIc值的能量估算方法,同时考虑了应力松弛和材料强化的影响,以及塑性钝化区形状和裂纹尖端应力状态的分布,并由此推导出了一个基于常规力学性能的断裂韧性KIc值的计算公式。利用LZ50车轴钢的试验数据进行了对比分析,标定出LZ50车轴钢的形状因子Z参数,并对比分析了KIc试验概率值分布与计算概率值分布规律,讨论了各影响因素对KIc值的影响规律。计算结果表明,所建立的KIc公式能够反映常规力学性能与平面应变断裂韧性间的关系。     

异形内轮廓翻边成形时周向应变分散效应解析

为了解决具有异形内轮廓的冲压件翻边工序中易产生裂纹等缺陷,分析了异形内轮廓翻边成形时周向应变分散效应.首先分析了该类型零件的几何特点,然后在塑性力学中的平衡微分方程基础上,推导得到当翻边半径为某值时,变形区任意处的径向拉应力与切向拉应力的值.利用应力应变关系对翻边终了时孔的边缘切向拉应变作推导.结果表明,由于变形区材料之间的补充、牵制作用,在翻边高度一致的情况下,翻边系数计算应以最小内凹边半径段为准.     

316LN钢热成形过程损伤断裂模型与数值模拟

以核电用钢316LN为对象,研究其热成形过程中的开裂规律,以及变形开裂与温度、应变速率及应力三轴度等因素的关系;建立了高温状态下基于Bonora模型的损伤演化方程。进行了4种形状试样的镦粗实验,每种试样分别在20个不同压下率下进行镦粗,以获得开裂时的临界压下率。基于所建立的损伤演化方程,在与实验相同条件下应用MARC软件对变形中的开裂现象进行数值模拟,得到的开裂时压下率与实验测得的临界压下率基本一致,说明所建立的损伤演化方程能有效预测该材料的热成形开裂问题。     

正交异性幂强化材料的平面应力应变分析

在平面应力状态条件下,对Hill塑性屈服条件进行了研究.导出了正交异性材料屈服的参数方程,在同时考虑幂强化材料与正交异性指数的情况下,得到了轴对称平面应力满足平衡方程,协调方程及应力应变关系的解析解.研究表明,硬化指数n和R=H/G对应力应变影响较显著.而R90=H/F存在时,对应力应变影响较弱.