材料内部孔隙性缺陷自修复过程

为了更好地指导在大型锻件生产中修复孔隙性缺陷 ,文章采用大量的物理模拟实验研究了 2 0MnMo钢内部孔隙性缺陷在高温保温时自修复过程。根据自修复过程中的组织变化现象 ,解释了孔隙性缺陷自修复过程。研究得出再结晶是孔隙性缺陷孔隙消失的主要原因 。

大型锻件内部孔隙性缺陷修复规律的研究

为减少大型锻件由于孔隙性缺陷导致的报废 ,本文使用物理模拟方法 ,研究了大型锻件内部孔隙性缺陷修复的可靠性及其修复的规律。研究证明孔隙性缺陷在高温下可以完全自修复 ,并且缺陷修复取决于缺陷状态值 ,当缺陷状态值小于此缺陷的修复临界状态值时 ,修复过程才能进行。完成缺陷完全自修复需要一定的时间。

高温塑性变形中孔隙性缺陷自修复机理

通过物理模拟研究20MnMo材料内部孔隙性缺陷的修复过程,建立了孔隙性缺陷高温修复的修复再结晶机理。将孔隙性缺陷修复分为3个阶段:修复再结晶晶粒形核准备、修复再结晶晶粒形核、修复再结晶晶粒长大和改建,其中修复再结晶形核主要存在3种方式。孔隙性缺陷修复再结晶机理的提出对深入研究塑性变形中缺陷修复以及塑性变形对性能的影响作用具有重要理论意义,对缺陷修复规律在生产实际中应用具有重要的实用价值。

高温塑性变形中裂纹修复的细晶效应

为了探索高温塑性变形过程中裂纹修复规律,采用高温物理模拟方法研究了20MnMo材料内部孔隙性裂纹的变化过程。实验中发现20MnMo材料裂纹修复过程中普遍存在细晶现象,研究了温度、外压和时间等因素对其影响,揭示了细晶形成的原因及其在修复中的地位。根据其变化将裂纹修复分为3个阶段,细晶现象可以作为缺陷修复程度的判据,并证明了再结晶是裂纹修复的主要原因。对缺陷修复规律在生产实际中应用具有重要的指导作用。

大型筒体锻件的成形制造技术

大型筒体锻件是核电、石化等能源装备的关键零件,提高其成形制造技术水平是我国重大技术装备实现国产化的关键。简要介绍了大型筒体锻件在核电、石化等能源领域的应用。较为详细地叙述了对大型筒体锻件的性能要求及其材料的研究现状。阐述了大型筒体锻件成形制造技术的发展状况。认为大型化、细观化是目前大型筒体锻件发展的主要趋势,提高钢锭浇铸质量和改善钢锭构形是提高大型筒体锻件质量的根本,而有效实施控制锻造、优化产品内部晶粒结构则是提高大型筒体锻件质量的关键因素。

316LN钢多道次变形条件下的动态再结晶行为

通过高温热力学模拟实验,研究了大型核电主管道用钢316LN在应变速率0.01s-1,温度1200℃～1150℃、1100℃～1050℃、1000℃～950℃双道次变形条件下的高温变形行为,得到了该钢种在多道次变形条件下的流动应力曲线。通过对热模拟试样高温淬火后显微组织的研究分析,得到了多道次变形条件下的动态再结晶规律和组织控制规律。

核电主管道用钢316LN高温变形性能研究

通过热力学模拟实验,研究了316LN钢在900～1200℃、应变速率为0.01～1s-1变形条件下的高温变形性能,得到了其在大型锻造件生产条件下的流动应力曲线。通过对实验数据进行多元线性拟合,建立了316LN钢的动态再结晶模型。通过变形试样淬火后显微组织的研究分析,验证了所建立模型的正确性。比较了动态再结晶对电渣重熔钢锭和真空浇铸钢锭晶粒细化效果的差异,从而初步确定了316LN钢合理的锻造工艺区间。

超(超)临界火电机组高中压转子技术的发展

火电机组采用高参数(压力、温度)、大容量(功率)技术,可以提高发电效率,降低煤耗,控制CO2排放,减少环境污染,是目前国内外火电生产的发展方向。本文对高参数火电机组的国内外发展现状和前景,火电机组的关键零部件高中压转子材料及成形制造技术的发展状况,做了简要的叙述。

三角网格大面积孔洞光顺修补算法的研究

针对曲率变化复杂区域的大面积孔洞缺陷,提出一种基于曲面拟合的光顺孔洞修补算法。首先提取孔洞基本特征信息,基于孔洞边界直接填充修补;接着通过网格细分与优化,获得孔洞内部采样点;最后通过加权分点曲面拟合,调整采样点的空间位置。应用实例表明,该算法获得的修补网格质量高,能较好地逼近原始缺失曲面,且与周围原始网格光顺连接。

20SiMn钢锻造过程动态再结晶行为研究

研究了水轮机主轴主要用钢20SiMn的动态再结晶行为和模型,通过高温热力学模拟实验得到了20SiMn钢在大型锻造件生产条件下的流动应力曲线,研究了20SiMn钢满足动态再结晶细化晶粒要求的合理锻造工艺区间。通过对实验数据进行拟合回归分析,建立了20SiMn钢的动态再结晶模型,并提出了基于金属材料流动应力曲线的动态再结晶体积比例测量方法。对比实验结果表明,所建立的模型和实验实测结果吻合较好,验证了所建立模型和提出方法的正确性。

大型核电低压转子锻件倒棱新工艺的模拟

低压转子是核电机组关键零部件。低压转子锻件方截面坯料倒棱工艺一般采用普通平砧或无曼内斯曼效应的锻造法(Free from Mannesmann effect,FM)法,锻坯的变形仅集中在表层,难以深入心部,这浪费了倒棱工艺的大压下量。提出一种新的改进工艺方案,采用V形砧倒棱工艺来改善锻件心部应力应变状态,并通过数值模拟和物理模拟相结合的方法对其应力应变的分布进行研究。模拟结果表明,采用V形砧倒棱工艺,锻件心部等效应变增加,静水压力增大,随V形砧角度的减小应力应变分布效果更好;本质为型砧侧壁和锻件的接触面积的增加,使得接触处形成难变形区,从而使锻件取得更好的心部应力应变条件。连砧倒棱在两砧相搭接处对应区域存在小变形区,可以通过错砧工艺进行消除。建议倒棱工艺采用V形砧,角度小于等于120°,压下率大于20%,连砧错砧。

核电主管道锻件锻造成形均匀性模拟研究

核电主管道是核电站关键部件之一。AP1000主管道用钢316LN无法通过热处理细化晶粒,锻造不均匀性导致的混晶最终无法消除,需要在锻造过程中保证锻件变形的均匀性。基于上平下V砧拔长时应变分布规律,通过理论分析,定量给出翻转角度与V砧角度、压下率的关系;改进'双压法'翻转工艺,并在此基础上提出'三压法'翻转工艺。数值模拟结果表明,上平下V砧翻转新工艺显著提高了锻件截面周向变形的均匀性,且越靠近外表面变形不均性的改善越明显。普通砧形翻转新工艺锻件内部存在小变形区,可以通过大圆角V砧翻转新工艺进行改善。研究结果可为主管道锻造工艺方案制定及优化提供理论参考。

低压转子钢30Cr2Ni4MoV动态再结晶行为研究

通过高温热力学模拟实验,研究了大型核电低压转子用钢——30Cr2Ni4MoV钢在850～1200℃、应变速率为0.01～1.00s-1变形条件下的高温变形行为,得到了该种钢在大型锻造件生产条件下的流动应力曲线。研究了发生动态再结晶的临界条件和显微组织,建立了30Cr2Ni4MoV钢的动态再结晶模型,初步确定了该种钢满足动态再结晶细化晶粒要求的合理锻造工艺区间。

30Cr2Ni4MOV钢多道次变形条件下的动态再结晶行为

汽轮机低压转子是大型核电机组的关键零部件,其主要用钢为30Cr2Ni4 MoV钢。文章通过高温热力学模拟实验,研究30Cr2Ni4 MoV钢在应变速率0.01s-1,温度1200℃～1150℃、1100℃～1050℃、1000℃～950℃双道次变形条件下的高温变形行为,得到30Cr2Ni4 MoV钢在大型锻造件生产中多道次变形条件下的流动应力曲线,以及动态再结晶的发生条件和组织控制规律。

大面积形体三维测量数据拼接技术的研究

大面积形体三维无接触测量,一般采用多视场测量和测量数据拼接的方法,存在积累误差大、测量精度低的问题。采用框架拼接法,通过编码标志点的匹配,求得标志点的空间三维坐标,完成物体空间框架的重构;然后通过局部三维扫描点云与空间框架之间的特征点的提取,得到一组匹配点对,运用SVD矩阵分解算法求出旋转矩阵R和平移向量T,实现局部三维扫描数据的精确拼接。实例表明,该方法有效地提高了大面积形体三维测量的精度。

曲面重构中散乱点云数据曲率估算算法的研究

获取测量点云数据的几何特征信息是曲面重构的基础,估算数据点方向矢量和曲率是点云数据处理中必须面对的问题。这里针对散乱测量数据点云,以局部数据点协方差矩的最小特征向量作为数据点的方向矢量,并根据实际测量情况,对基于二次曲面拟合的数据点曲率估算算法进行了改进。对实际测量点云数据,能够较准确地估算出点云方向矢量和曲率,并能形象显示出数据点云的曲率分布。

基于多目标遗传算法的板料拉深成形工艺参数优化设计

以多种工艺参数(压边力、摩擦因数等)作为优化变量,多种成形缺陷(起皱、破裂等)作为优化目标,结合多目标遗传算法和数值模拟,建立了板料拉深成形工艺参数的优化设计模型。为了减少数值模拟的次数,利用人工神经网络建立了各种工艺参数和模拟结果之间的映射关系,大大提高了优化的效率。以汽车消声器为例,对其拉深成形工艺参数进行了优化,通过对优化结果进行数值模拟可以看出,该优化参数完全避免了各种缺陷的产生,这说明该优化算法具有较好的优化结果。

单摄像机结构光扫描系统中投影仪标定技术

传统的单摄像机、单投影仪三维扫描系统,利用相位值计算被测物体的高度信息,可操作性差,且测量精度不高。将立体视觉的三维重构技术引入到单摄像机、单投影仪扫描系统,利用相位值实现投影仪与摄像机的匹配,根据双目视觉的原理进行三维重构,测量精度明显提高。该技术的关键是投影仪的定标,研究了基于相位匹配技术的投影仪标定算法,实验结果验证了该算法的可行性。

基于遗传算法和神经网络技术的板料拉深成形参数优化

结合数值模拟和人工神经网络技术,建立了板料拉深成形的加工参数(压边力和冲压速度)与其成形质量之间的映射关系,既保证了精度,又减少了数值模拟次数。在神经网络建模的基础上,利用遗传算法对板料拉深成形的加工参数进行了优化,通过实例可以看出,该方法具有较好的优化结果。

散乱三维测量数据构建三角形网格模型的研究

三角网格模型广泛应用于曲面重构、快速原型制造和三维真实感显示等领域。针对三维测量得到的无拓扑关系的散乱无序点集,提出了一种三角网格模型构建算法。首先进行点云粗分组,然后从最高点根据Delaunay划分原则,按照循环扩展的思路生成三角形网格。通过控制合适的三角形生长条件,有效避免了三角面片交叉错乱、退化、法向量不一致缺陷。应用实例表明,该算法能有效完成各类复杂型面三维测量数据的三角网格模型构建。