基于电磁胀环的紫铜高速率本构方程研究

研究了基于电磁成形方法的高速率变形,归纳出高速率电磁成形中材料本构关系是影响材料成形性提高的重要因素。应变率的提高决定了材料本构关系的变化,因此通过基于电磁胀环方法的辅助管电磁胀环实验,在毛坯工件上磁压力载荷分布均一的条件下研究紫铜的高速率本构模型,并在通过应力模型和实验数据的基础上建立紫铜基于电磁胀环的高速率本构方程,最后通过有限元模拟得出该高速率本构比静态本构更能正确模拟毛坯高速率变形过程。     

电磁成形中材料本构模型研究进展

电磁成形过程中金属板料经历宽应变率范围内的复杂载流高速变形,其宏微观行为与常规准静态成形过程存在显著差异,因此传统本构理论不能被完全应用于这一过程的精确预测。为此,首先总结了电磁成形中材料宏观力学行为及微观组织演变机理的特点,论述了本构建模的必要性、可行性及建模关键点。接着综述了适用于电磁成形过程的高速本构模型与载流变形本构模型的建模思想、应用效果及其先进性与局限性。最后,展望了宽应变率、宽温度范围适用的耦合电致塑性效应的机理型本构建模所面临的挑战。     

热推弯管成形过程材料本构模型

在热推弯管成形过程实验研究基础上,综合考虑加热温度、应变速率、变形程序、应力状态与含碳量等因素对碳钢弯管成形过程材料力学性能的影响,兼顾准确性和计算简单性建立了碳钢弯管成形过程材料本构模型。     

热推弯管成形过程材料本构模型

在热推弯管成形过程实验研究基础上,综合考虑加热温度、应变速率、变形程度、应力状态与含碳量等因素对碳钢弯管成形过程材料力学性能的影响,兼顾准确性和计算简单性建立了碳钢弯管成形过程材料本构模型。     

铝合金板材温热介质成形本构建模方法综述

铝合金板材温热介质成形温度跨度大,材料集硬化、软化特征于一体。应力应变曲线表现为3种变化趋势,即单调增、先增再稳态、先增后减。文章结合上述特点,总结了适用于温热介质成形的典型本构模型,并讨论了铝合金温热介质成形的本构建模的几种可行方法,即分段模型、线性组合模型、高阶多项式模型、神经网络模型及内变量模型。     

LY12超塑性成形有限元分析

基于LY12铝合金超塑性材料属性建立了弹-粘塑性本构模型。利用该本构模型并结合最大等效应变速率控制压力变化算法对LY12铝合金板超塑性圆杯成形进行数值模拟，得到圆杯变形过程中的应力应变分布、板料厚度变化及所需成形时间。根据模拟获得的优化压力时间曲线对圆杯进行超塑性气压胀形加载实验，制件厚度分布与模拟结果非常接近。     

热塑性成形唯象应力—应变本构方程

在高温实验基础上，提出一种建立材料高温塑性成形全过程的唯象本构关系的方法，获得42CrMo及T3两种典型材料的热塑性加工过程应力—应变本构方程。为材料成形工艺及数值模拟提供不可缺少的基本保障条件。     

微成形中金属材料韧性断裂行为研究综述

微成形技术在成形过程中,韧性断裂是经常出现的主要缺陷之一,极大地影响了微型零件的成形质量.在微介观尺度的变形过程中,由于尺寸效应的影响,传统的塑性变形以及韧性断裂理论不能完全应用于微介观尺度下金属材料的成形预测,尺寸效应对微介观尺度塑性变形和韧性断裂行为有着显著的影响.对当前微介观尺度下的塑性变形及断裂理论进行了综述,...     

温度对7050时效成形应力松弛及回弹影响

建立蠕变本构模型,并对不同温度下预时效态7050厚板的时效成形过程进行分析。结果表明,该文所建立的蠕变本构模型适用于预时效态的7050合金的时效成形。时效成形过程中,温度越高,应力松弛效果越明显,蠕变变形量越大,残余应力越小,回弹率越低。     

变形速度对TRIP钢冲压成形性的影响

在TRIP钢相变动力学模型的基础上,推导了残余奥氏体体积比变化速率与变形速度的关系,详细分析了变形模式和变形速度对残余奥氏体转变的影响规律,讨论了相变诱发塑性效应对TRIP钢冲压成形性的作用机理,并通过圆筒件拉深成形试验,验证了不同变形速度下TRIP钢的成形性。结果表明,残余奥氏体体积比变化速率随变形速度的增加而增加;变形速度和变形模式对相变诱发塑性效应的发挥影响较大,变形过快导致后续变形所需塑性补充不足;TRIP钢良好塑性得以发挥,必须具有合适的变形条件。     

汽车用先进高强钢的成形性能

通过试验,对汽车用先进高强钢DP590、DP780、TRIP590的力学性能、微观金相组织、成形极限图进行研究,并与超深冲钢DC01成形极限进行对比。运用成形极限预测近似公式,对DP590、DP780、TRIP590、DC01的成形极限曲线进行预测,并与实测曲线进行对比。结果表明,DP钢和TRIP钢都具有较高的强度和良好的塑性,并具有较低的屈强比,能有效避免成形时局部颈缩和断裂。同时,DP钢和TRIP钢均具有良好的成形性能,DP590、TRIP590的成形能力甚至优于超深冲钢DC01。成形极限预测经验近似公式能很好的适用于DP590、DP780、TRIP590的成形极限预测,误差在2%以内,但对于DC01的成形极限预测误差则稍微偏大,约为4%。     

Influence of strain rate on microstructure and formability of AZ31B magnesium alloy sheets

The effects of strain rate on microstructure and formability of AZ31B magnesium alloy sheets were investigated through uniaxial tensile tests and hemispherical punch tests with strain rates of 10^?4, 10^?3, 10^?2, 10^?1 s^?1 at 200 °C. The results show that the volume fraction of dynamic recrystallization grains increases and the original grains are gradually replaced by recrystallization grains with the strain rate decreasing. A larger elongation and a smaller r-value are obtained at a lower strain rate, moreover the erichsen values become larger with the strain rate reducing, so the formability improves. This problem arises in part from the enhanced softening and the coordination of recrystallization grains during deformation.     

Development of high strain rate equations for stainless steels

The dynamic response of four types of stainless steel sheet was investigated at different strain rates from 10⁻² up to 10³ s⁻¹. The results from the tensile tests were used to evaluate the parameters in three different multiplicative strain rate equations of the type used in crashworthiness calculations. A new type of sigmoid constitutive equation is proposed for one grade of stainless steel.     

镁铝叠层板的热轧成形及热冲压成形性能研究

镁铝叠层板密度低、表面耐蚀性好,是一种新型板材。应用热轧法将5052铝合金板坯和AZ31镁合金板坯叠层组料加热、轧制成形出镁铝叠层板;采用单向拉伸试验测定力学性能,优选了轧后热处理工艺;通过热成形极限实验对镁铝叠层板进行热冲压成形性能测定;运用回归分析法得到了镁铝叠层板的成形极限散点图、曲线型成形极限图和条带型成形极限图。结果表明,轧后经200℃×60min的退火处理能明显提高其塑性,获得良好的综合性能。200℃下镁铝叠层板冲压成形性能与镁合金板材相当。     

不等厚高强钢激光拼焊板焊缝组织及胀形性能分析

采用激光焊接方法,针对1.8mm厚的SAPH440与2.2mm厚的DP600高强钢实施激光拼焊.测试了不等厚拼焊板焊接接头的金相组织以及显微硬度,然后通过杯突试验对所得到的不等厚高强钢拼焊板的胀形性进行了研究,进一步与母材的胀形性相比较.结果表明,焊缝的金相组织为针状铁素体和板条马氏体,焊缝两侧硬度分布不同,焊缝处的硬度要高于母材.拼焊板的杯突值低于任何一侧母材的杯突值,焊缝的位置对不等厚拼焊板的胀形性有一定的影响,薄板所占比例越大拼焊板的胀形性越好,在胀形成形过程中焊缝向厚板侧移动.     

板料成形性理论评价与深入研究

破裂和起皱是板料冲压成形中最主要的两种缺陷。本文对各种判断破裂的拉伸失稳理论和判断起皱的塑性屈曲理论进行了综述 ,指出现有的各种理论存在的缺点和不足。提出了基于极限分析的一般变分原理的思想和方法 ,将板材塑性屈曲时所满足的全部方程归结为一个泛函的求极值问题 ,用直接法可以方便求得金属板料塑性屈曲问题的近似解析解。最后 ,指出了发展一种能综合判断板料破裂和起皱问题的全面或广义成形性理论的必要性 ,并给出了一些研究方向和研究内容。     

高伸长率QP钢在高应变速率下的力学特性

为研究高伸长率QP钢的动态力学特性,以两种强度级别的QP钢为研究对象,进行准静态和高应变速率下的单向拉伸试验,得到了不同应变速率下的应力-应变曲线。通过对试验数据的分析,研究了应力与应变速率的关系,并提出动态本构模型来描述QP钢的动态力学特性。基于QP980制作的帽型梁零件,使用HyperWorks进行建模,使用LS-DYNA进行模拟轴向压溃过程的计算,并与实际碰撞试验结果进行对比和验证。通过分析发现:QP钢具有明显的应变速率效应,而且应变速率硬化与相对应变速率不呈线性关系。QP钢帽形梁碰撞试验与仿真对比表明,使用修正的Johnson-Cook模型能较好地描述QP钢在不同应变速率下的动态力学特性。     

高纯Cr17钢板厚方向织构演变、成形性能及表面皱折

以高纯Cr17铁素体不锈钢为实验材料,对比研究了热轧不退火、退火两种工艺对其板厚方向织构演变、成形性及表面皱折的影响。采用金相显微镜、X射线衍射技术及背散射电子衍射技术观察两种工艺条件下的组织和织构演变。结果表明:成品板各层织构特征存在显著差异,这是由于低温轧制过程中沿板厚方向不同应变状态导致的热轧织构梯度遗传所致。与热轧不退火相比,热轧退火有利于成品板各层γ纤维再结晶织构增强,偏离{111}<112>组分的程度减弱,α纤维织构弱化;有利于弱化成品板的带状晶粒簇,促使晶粒簇分布均匀分散。     

材料力学性能参数对ST07Zn车用钢板拉深成形特性的影响

为了掌握目前在汽车生产中被广泛应用的ST07Zn车用钢板的拉深成形性能,采用计算机数值模拟与物理模拟技术相结合的综合试验研究方法,着重对3种主要力学性能参数(σs、n、γ)对ST07Zn车用钢板拉深成形性能的影响进行相关试验研究.根据试验结果,获得了此3种力学性能参数(σs、n、γ)对ST07Zn车用钢板的成形性能影响的显著性:σs值对最大成形力影响最大,γ值对变形程度的影响最为显著,n值的影响居中,但适当提高这3种力学性能参数能较好地改善板料成形性能.同时,通过试验证明,采用ETA/DYNAFORM软件进行数值模拟试验能有效预测材料力学性能参数对板料拉深成形性能的影响效果.