基于界面影响区特征的铜/铝复合板损伤行为研究

目的基于Cohesive-GTN模型建立考虑了界面影响区的铜/铝复合板有限元损伤模型,研究铜/铝复合板塑性变形的损伤演化行为,精细化分析金属层状复合板的损伤机理。方法采用拉伸试验机、显微硬度计、EDS能谱仪、扫描电镜等测试手段,结合试验模拟,将获取的参数输入ABAQUS有限元软件中并对模拟结果进行研究分析。结果基于试验法确定了界面区的宽度约为3μm,铜侧界面影响区宽度约为50μm,铝侧界面影响区宽度约为100μm。当塑性变形量逐步增加时,铜层材料较早发生损伤断裂,之后铝层进入集中失稳阶段,主裂纹贯穿铝层直至复合板材料整体发生断裂。此外,各异质层材料内部孔洞的体积分数不断增大,达到材料失效时的孔洞体积分数,材料发生损伤失效。结论基于Cohesive-GTN模型建立考虑了界面影响区的铜/铝层状复合板有限元损伤模型,并结合试验验证了模型的合理性和可靠性。在考虑了界面影响区的基础上,研究了铜/铝复合板塑性变形损伤演化行为,揭示了铜/铝复合板塑性变形损伤机制,为后续金属复合板的损伤分析提供更为精细化的建模方法。

薄板成形计算机仿真中摩擦模型的研究进展

概括和总结了薄板冲压成形计算机仿真中摩擦模型的研究现状 ,指出了建立实际的摩擦模型应注意的一些问题 ,讨论了该领域有待解决的问题 ,指出了进一步的研究发展方向。

半固态浆料制备过程的电磁热流体数值模拟

为了优化半固态浆料制备工艺,针对低频电磁搅拌半固态浆料制备系统,建立了电磁热流体数学模型,并在给定的定解条件下,利用ANSYS软件进行了电磁场、流场以及温度场的耦合数值模拟.结果表明,磁感应强度的径向分量大于切向分量,因此,电磁力的切向分量远大于径向分量,并且电磁力随励磁电流强度和频率的增加而增大;浆料速度的切向分量远大于径向分量,边界无滑移使得浆料切向速度近似呈抛物线分布;电磁搅拌使得浆料外半径处的温度梯度加大,而内半径附近出现了等温区,并据此给出了电磁搅拌有助于制备等轴细晶半固态组织的一个物理解释.

银包铝复合丝材的制备工艺

采用冷静液挤压的方法将银管套装铝棒坯料挤压成银包铝线材，再通过多道次拉拔制备外径小于d100μm的银包铝丝材。结果表明：银管和铝棒的硬度比和模角大小对静液挤压银包铝复合线材的稳定制备具有显著的影响，当管和铝芯棒的硬度比为50：20、模角为45°时，可以成功制备质量良好的银包铝复合线坯。合理的拉拔和退火工艺为：分别在丝径拉拔至d1．7、0．28和0．09mm时各退火一次，d1．7mm线材退火温度为200℃，保温时间5min；其余情况下，退火温度为150℃，保温时间5min。制备的名义外径为d70μm丝材的丝径和包覆层厚度测试结果表明：丝径为（70＋2）μm，包覆层厚度为9～12μm。外径为90、70和40μm的丝材在150℃、5min退火后的拉伸强度分别为151、177和183MPa，伸长率分别为9．69％、4．41％和2．34％。

铜铝双金属管连续衬拉复合成形的研究

采用连续衬拉复合工艺线路对铜铝双金属管成形规律进行研究 ,全面探讨了变形量和后序的热处理工艺对界面强度的影响 ,以及在成形过程中组元金属的变形规律。界面强度受变形量及热处理工艺影响较大 ,且组元金属存在不均匀变形规律 ,这为合理制订铜铝双金属管拉伸复合工艺提供了依据。

双金属管衬拉复合拉拔力的计算

应用工程法对双金属管衬拉复合过程进行了分析，提出了双金属管衬拉时的三种流动模式及几何判据：（１）当０≤β＜β０时，为复层变薄流动模式；（２）当β０＜β≤α时，为芯层变薄流动模式；（３）当β＝β０时，为比例流动模式。推导出了双金属管衬拉拉拔力的计算公式。结果表明，理论计算值与实测值的相对误差约小于１５％。

铜包铝复合线拉拔工艺的数值模拟

运用Deform-3D有限元分析软件对铜包铝复合线拉拔过程进行数值模拟,获得了拉拔过程中的轴向应力、径向应力及等效应变等的分布,分析了影响铜包铝复合界面强度、拉拔模具弹性变形及使用寿命的关键因素。这对在拉拔实际生产中提高铜包铝复合线材的质量、延长模具寿命具有一定的指导意义。

铜铝复合棒内部涡流场分布的数值模拟

针对铜铝复合棒的导电性问题,利用有限元方法对新型铜铝复合棒内部涡流场进行了模拟计算.在铜管外径一定的条件下,改变复合棒的电流加载和其它尺寸,得到同一复合棒在不同电流加载情况下的电流密度分布以及在相同电流加载、不同铜层厚度时所对应的电流密度分布,同时计算出各种情况下复合棒的总阻抗.模拟结果表明:在加载一定的情况下,流经复合棒的电流和总体阻抗随着铜覆盖层厚度的增加逐渐减小,增到一定厚度后,电流和阻抗的变化更小;在电压一定的条件下,随着电流频率的增加,铜铝复合棒中心处的电流密度呈变小趋势.根据数值模拟得出复合棒阻抗值随电流频率的改变呈线性变化的规律,为实现用铜铝复合棒取代纯铜及纯铝棒提供了理论和设计依据.

铜包钢复合线材的滑动拉拔过程

在连续拉拔时，铜包钢线的变形组织不大均匀，其拉拔应力也比钢丝拉拔的小。提出了适合铜包钢线拉拔的等滑动率法，降低了功率损耗，减轻了塔轮和线材的表面损伤。

碳钢弯管的热推制成形过程数值模拟

在实验研究结果基础上,采用软件MSC.Marc对90°碳钢弯管热推制成形过程进行了数值模拟,研究了成形过程中弯管轴向典型特征边及环向典型特征层的应变分布,并对弯曲成形过程中管壁壁厚变化进行了分析。数值模拟结果与实际生产要求相符,能为研究热推弯管成形机理起到积极作用。

薄板成形计算机仿真中摩擦模型的研究进展

在系统全面概括和总结薄板冲压成形计算机仿真中摩擦模型的研究现状的基础上,指出了建立实际的摩擦模型应注意的一些问题.在阐明该领域的重要性和复杂性的基础上,详细讨论了该领域有待解决的问题,并指出了进一步的研究发展方向.

工况条件对铜包钢线滑动拉拔过程的影响

讨论了变形量、拉拢速度、模具压缩角和润滑剂对银包钢线滑动拉拔过程的影响．结果表明：变形量和拉技速度越大，铜包钢线的加工模化效应越明显；合适的模具压缩角和润滑剂有利于铜包钢线沿动拉拔过程的良好进行．

石油钢丝绳捻绳机防油污改造

钢丝绳生产过程中需要润滑,采用液压系统将油均匀地喷洒到绳股上。油附着到钢丝绳上随钢丝绳的移动被带走一部分,多余的油脂会附着到设备上形成油污。改进润滑工艺并改进捻绳机,从根本上解决油污问题。

Bi系高温超导单芯线材拉拔工艺的数值模拟

对高温超导单芯线材的拉拔工艺开展了研究,建立了单芯高温超导线材拉拔工艺的轴对称数值模型,计算分析了拉拔半模角、截面缩减率以及摩擦因数等工艺参数对拉拔工艺的影响。针对拉拔过程中径向体积应变、拉拔力、摩擦损耗能以及残余应力等多指标的优化问题,采用了线性加权和法获得了Bi系高温超导单芯线材拉拔过程中的最优拉拔半模角。

60Si2Mn弹簧钢热轧盘条研制与开发

介绍60Si2Mn弹簧钢热轧盘条技术要求和生产试制。转炉冶炼过程中,出钢温度不低于1 640℃,终点w(P)≤0.010%,终点w(C)≥0.40%;LF炉精炼时间不低于60 min,白渣保持时间不低于15 min;连铸时,采用结晶器液面自动控制技术和电磁搅拌技术,目标过热度≤40℃,均热段温度(1 060±50)℃,开轧温度(970±30)℃,吐丝温度(850±20)℃。热轧态13 mm 60Si2Mn盘条抗拉强度970～1 040 MPa,断面收缩率25%～28%,中心偏析和一般疏松均不大于0.5级,晶粒度8.5级。试制弹条的疲劳试验达到700万次时未发生断裂,残余变形0.5mm,其余各项指标均合格。

焊接用盘条拉拔断裂原因分析

对在拉拔过程中出现断裂的焊接用盘条进行化学成分和金相组织检测。原料表面裂纹、表面组织不均、贝氏体组织、成分偏析、夹杂物严重是引起焊接用盘条拉拔断裂的主要原因。轧制时采用1000℃加热温度,开轧温度在1050～1000℃,吐丝温度小于950℃,保持炉温均匀,控制辊道速度小于0.05m/s,吐丝后的冷却速度约为0.37℃/s可得到符合要求的盘条。

钽包银和钽包铜线材力学性能研究

用显微硬度、电子拉伸等试验方法,测定了银、铜、钽的硬度、抗拉强度、延伸率与冷加工变形量的关系及冷加工态银、铜、钽退火软化曲线。在探讨钽包银和钽包铜复合线材在拉伸试验过程中的断裂特征的基础上,制订出了合适的拉拔工艺和软化退火工艺,即由Φ3.12mm拉拔至Φ1.73mm,中间经两次软化退火(260℃/2h)处理。采用上述工艺可获得优质钽包银和钽包铜线材,成品率可达90%以上。试验还表明,用钽包铜代替钽包银做电极不但可行而且经济。

复合管拉伸浅析

根据机械装配中的过盈配合原理,结合管材的扩径和无芯头减径拉伸工艺,以铝管为基体对的铝-铜、铅-塑复合管进行了拉伸试验。

低密度超细银包铝复合软导线的制备工艺研究

采用磁控溅射真空镀膜技术制备银包铝复合线坯,通过后续不退火多道次拉拔,制备低密度的超细银包铝复合软导线。结果表明,磁控溅射处理时,银镀层厚度随走线速度加快而变薄,随溅射电流增加而增厚;拉拔加工要求银镀膜层厚度大于1.3μm,道次变形量宜小于7%;随银镀层厚度增加,制备的10μm超细丝的密度和抗拉强度均增大。将φ15μm的纯铝芯材采用优选条件溅射镀银膜,经拉拔加工制得φ10μm的银包铝复合软导线,其密度为4.87 g/cm^3,抗拉强度286 MPa,复层表面均匀致密无缺陷。

铜包铝母线生产设备的研究与设计

我公司研制开发的铜包铝母线生产机组采用了先进的包覆焊接技术,各项性能指标均已达到国外同类设备的技术水平,处于国内领先地位。本文主要介绍该机组的设备组成及工艺特点。