吴诗惇教授撰文:我是如何对研究生进行教书育人工作的

我从1981年起指导硕士生,1991年起指导博士生。在工作中,我逐渐认识到教书育人是研究生导师的神圣职责,应逐渐做到把教书与育人两者紧密地结合起来。教好书是育人的基础。因此我要求自己,在高质量地作好对研究生的业务指导工作的同时,将育人贯穿到培养研究生的全过程,使研究生的政治素质与业务水平同时提高,努力把他们培养成为具有全心全意为人民服务的思想和艰苦奋斗的精神,树立科学世界观和方法论的有理想、有道德、有文化、守纪律的高级专门人才。

预测钛合金超塑成形-扩散连接(SPF/DB)界面层的断裂韧度

提出根据超塑成形一扩散连接（SPF/DB）的工艺技术参数预测扩散连接界面层断裂韧度的计算方法,并对TC4/TA2连接件,开发了相应的界面层断裂韧度的分析和预测软件系统。该计算方法首先在理论分析和试验的基础上,建立扩散连接界面层成长模型,获得扩散连接件界面层厚度的计算公式,确定材料过渡参数m的计算方法;其次对已有的混合型外载的界面断裂准则进行修正,使其适用于扩散连接件界面层断裂时能量释放率曲线的函数模型。计算结果与试验结果吻合良好。分析结果表明:在允许工艺参数范围内,扩散连接件界面断裂韧度随成形温度、成形压力和保压时间的提高而提高。其中,成形压力影响最大,然后依次为保压时间和成形温度。为了提高扩散连接界面层的断裂韧度,必须通过界面层设计来提高其界面裂尖断裂混合度,而上述各工艺技术参数,正与其裂尖断裂混合度的大小密切相关。

损伤力学在塑性加工中的应用

损伤力学是一门新兴的固体力学分支。它目前主要用于机件安全评定与寿命估算。笔者根据损伤力学的概念、原理和方法，在空洞型塑性损伤特征和热力学的基础上导出新的塑性损伤演变方程。理论分析与实验结果表明，损伤变量与相当应变呈线性关系，并且其值受应力三轴变的显著影响。该方程不但能反映应力三轴度为正时的影响，而且能反映应力三轴度为负时的影响，从而使损伤力学可以与塑性加工学科结合起来，扩大了损伤力学的应用范围。

考虑空洞演化效应的金属超塑性变形理论

根据金属超塑性变形时一般出现严重空洞化的特点，对金属板料超塑性变形时的屈服准则、空洞长大模型、材料损伤动力学方程、起塑性极科的受拉（包括双向受拉）失稳过程和先稳时的成形极限计算方法，起塑性极科成形极限图的预测以及自由胀形和充模胀形等具体起塑成形工艺考虑空洞演化效应的工艺计算与分析等问题进行了系统全面的研究．从而形成了考虑空洞演化效应的金属起塑性变形理论体系。对考虑空洞演化效应的金属起塑性变形理论中的基本问题作了扼要介绍。

杆杆型复合挤压时的变形流动和单位压力

本文运用上限法分别分析了早期稳定流动阶段及后期非稳定流动阶段的杆杆型轴对称复合挤压过程。在密栅云纹及网格试验的基础上,提出了上述两个阶段的运动学容许速度场,并由此导出变形总功率消耗及平均相对单位压力,同时确定了变形程度和摩擦对单位压力的影响。本文还分析了早期速度场与后期速度场之间的转换关系以及挤压过程中可能出现的三种变形模式。如果正挤变形程度与反挤变形程度相差很大,则可能出现单向流动。在正、反挤压变形程度相等时,正挤部分挤出长度则可能稍大于反挤部分挤出长度。实验表明,理论结果与实验结果相当一致。

杆—杆型复合挤压时剩余坯料的中部开裂

在杆杆型复合挤压时,如果坯料原始高度不大或剩余高度较小,则可能在剩余坯料的中部出现开裂。本文利用上限法,通过建立带中部开裂缺陷的运动学容许速度场,并利用最小能量原理,确定了中部开裂的产生条件。变形程度增加,可以使得这种缺陷产生的临界相对余厚减小。实验表明,理论结果与实验结果相当一致。

轴对称正挤压的刚塑性有限元模拟

采用刚塑性有限元法,模拟具有锥底凹模和平底凹模的轴对称正挤压过程。利用自编程序对正挤压时的挤压力,应力场和应变场分布以及挤压件前端部的“双峰”现象等进行了研究。此外,还对轴对称正挤压时可能出现的中心缩孔和表面裂纹缺陷进行了模拟研究,得到了预测上述缺陷的曲线或数据。 在计算过程中,对刚塑性有限元计算技巧也作了一些改进,例如提出了处理八节点四边形单元奇异点和质点跟踪技术的新方法等。 试验结果表明,理论计算结果与试验结果相当一致。

在电场下的超塑变形

介绍在强电场下进行的超塑性拉伸实验,揭示了外加强电场及超塑变形条件对超塑性的影响。实验结果表明,电场降低了材料流动应力和应变硬化指数,提高了拉伸延伸率和应变速率敏感性指数,同时电场使空洞化速率减馒。还介绍了硬铝LY12CZ在强电场下超塑变形时的合理工艺参数。

杯外径不相等的杯杯型轴对称复合挤压凸模单位压力

本文建立了杯外径不相等的杯杯型轴对称复合挤压的运动学容许速度场.在此基础上,用上限法分析了此类复合挤压的变形过程,确定了此类复合挤压变形不同阶段所需的上凸模平均单位压力.研究结果表明:作用于上凸模上的平均单位压力随着反挤变形程度的变化呈近似抛物线型;随着正挤变形程度的变化呈单调增函数.在挤压过程中,随着上凸模的逐渐压入,变形体的变形模式发生改变,即由早期阶段的稳态流动进入晚期阶段的非稳态流动.而正挤、反挤部分的变形程度组合是除剩余坯料相对厚度以外影响变形模式转换的主要因素.本文的理论分析结果可较为方便地运用于实际生产中的工艺设计.实验表明:理论分析结果与实际结果颇为一致.

硬铝等材料的变形极限曲线

本文依据单向拉伸、纯扭转及单向压缩三个简单试验的测试结果,绘制了LY12、30 CrMnSi、20钢三种金属材料的变形极限曲线。本文的结果对相应材料的实际工艺设计有很好的指导意义。

指导研究生进行学位论文工作的体会

研究生的学位论文是衡量研究生培养质量的一项十分重要的标誌。它一方面要求在导师指导下完成,另一方面又要求由研究生独立完成。因此作为导师,既不能对研究生的论文工作放任自流,撒手不管,又不能干预过多,管得太死。要真正做到既有指导。

塑性变形过程中材料内部损伤的细观研究

在金属发生塑性变形的同时,在其内部有一个微空洞的形核、扩展和聚合的过程。这个过程最终导致材料断裂。因此断裂是材料内部损伤的权限状态。本文通过单向拉伸和单向压缩后的试样对塑性变形过程中材料的内部损伤进行了细观研究。发现塑性好的材料,其空洞聚合主要由空洞扩张而相互接触来实现;而对于塑性差的材科,其空洞聚合主要是由空洞间的第二级空洞的剪切滑移来实现。此外还发现,实际金属的空洞扩展规律即内部损伤发展规律可以Rice-Tracey的理想模型来描述,但其常数C不等于0.283。

钛合金板料激光曲线弯曲及热辐射对其组织性能的影响

研究了激光能量密度、路径曲率和扫描次数对 ＴＣ４（Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ）板料弯曲变形的影响规律同时，分析了热辐射对板 料显微组织和表面硬度的影响．结果表明：（１）存在一个最优的能量密度值使板料一次弯曲所获得的弯曲角度达到峰值；（２）随 路径曲率的增加，弯曲角度减小；（３）第一次扫描以后的扫描次数与弯曲角度呈准线性关系；（４）合适的工艺参数不会导致材料显微组织变化，且激光热辐射对材料表面有淬火效应，使加热区材料表面硬度均有所提高．

一种基于ANN的FGH96合金动态流动行为的电路模型

在锻造领域 ,多采用数字模型进行工艺设计和过程控制 ,但数字模型无法完成材料成型过程的实时控制。因此 ,有必要建立一种适合于实时控制的材料动态流动行为模型 ,以提高生产效率和锻件质量。通过热模拟试验 ,对热等静压态 FGH96合金的高温流动特性进行了研究 ,用 BP( Back Propagation)网络建立了 FGH96合金隐式本构关系模型 ,利用模拟电路的快速反应与易于控制等特点 ,建立了基于 ANN的 FGH96合金的动态本构模型。该模型具有较高的预测精度 ,能很好地反映材料成型过程的动态流动行为 。

GH2132摩擦焊接过程中焊接区金属的再结晶过程

采用在摩擦焊接过程不同时刻停车并迅速冷却的方法，研究了ＧＨ２１３２材料摩擦焊接过程中的动态及静态再结晶过程。通过回归分析，建立了动态再结晶晶粒尺寸与温度、应变速率之间的定量关系。研究表明，摩擦焊接过程主要是一个动态再结晶过程，动态再结晶晶粒尺寸与Ｚｅｎｅｒ－Ｈｏｌｌｏｍａｎ参数密切相关。

体积成形数值模拟技术的研究现状及发展趋势

简要回顾了金属体积成形三维数值模拟技术的发展历程 ,对国内外在此领域的研究现状及发展趋势作了较全面的分析与展望 ,指出研究的重点由宏观转向微观、单一分散转向耦合集成、由共性通用转向特性专用型的模拟。介绍了 4种数值模拟新方法———无网格数值模拟、自适应有限元数值模拟、刚塑性有限边界单元法。

板料激光成形的机制及其应用

板料激光成形是通过局部瞬态加热产生不均匀的内部热应力 ,而导致板料变形的一种无模成形技术。本文阐述了激光成形的四种主要的变形机制—温度梯度机制 ,弹性膨胀机制 ,塑性皱曲机制和增厚机制 。

细晶态FGH96热成型时的流动行为研究

通过热模拟试验 ,对细晶态FGH96合金的高温流动特性进行了研究 ,分别从宏观和微观上对影响FGH96流动特性的因素 (变形温度、变形速率和变形程度以及Z因子和动态再结晶晶粒尺寸等 )作了系统分析。结果表明 :变形温度、变形速率和变形程度对流动应力和再结晶晶粒尺寸均有不同程度的影响。在此基础上 ,建立了细晶态FGH96合金热成型时的本构模型 ,该模型充分考虑了变形温度、变形速率和变形程度对流动应力的影响 。

汽车车身覆盖件特征的表达

从冲压工艺角度提出了一种汽车车身覆盖件特征的表达方法。该方法引入特征技术并归纳车身覆盖件的形状特点,提出车身覆盖件特征的一般定义和构成;运用面向对象的方法,提出了车身覆盖件特征类的思想和具体的参数化数据模型;结合冲压工艺设计经验,对车身覆盖件的特征参数进行了编码。在车身覆盖件冲压工艺专家系统中,为零件工艺信息的详细表达提供了一种可行的手段。该方法同样适用于一般冲压零件的信息表达。

板料的快速激光成形技术及其应用

介绍一种利用激光扫描金属薄板时所导致的热应力来实现塑性变形的工艺方法。根据激光扫描时所形成的两类典型温度场，探讨激光成形的机理，在板料的几何参数、热物性、光束能量及分布等方面分析激光成形的技术要点，提出该技术所面临的问题，并展望其应用领域和前景。