SUS304极薄带拉伸过程中的褶皱试验

针对不锈钢极薄带在弹塑性拉伸过程中出现的褶皱现象,对数字图像相关技术采集的厚度为0.02 mm的SUS304极薄带拉伸试验数据进行了分析,探讨了褶皱形成机理。结果表明,SUS304极薄带产生纵向褶皱主要是由横向应变超过10.104%时,两侧产生的内部横向压应力促使试样向中间挤压运动导致的。其表面不断有新褶皱产生,原有褶皱不断向两端扩展变化,皱曲程度加深,表面褶皱数量不断增多,纵向褶皱纹理越加明显,且纵向褶皱波长远大于波峰到波谷的垂直距离;SUS304极薄带拉伸断裂形式为从边部撕裂并逐渐向内扩展。

发动机凸轮轴用钢管酸洗试验研究

针对某钢管母管在冷拔前酸洗工序出现外表面发黑,表面有针孔且有刺鼻气味散发的情况,采用不同表面状态的钢管,在不同温度和不同浓度的硫酸溶液中进行正交法硫酸酸洗试验。试验表明:在相同温度及保温时间下,硫酸体积分数降低,腐蚀程度降低;在硫酸体积分数相同的条件下,温度及保温时间增加,腐蚀程度增加;浸入硫酸溶液后光亮管比氧化管的起初反应更剧烈。将硫酸体积分数从20%调整为15%、酸洗时间从10 min调整为5 min、温度从60~70℃调整为50~60℃后,钢管表面质量和酸洗气味的散发均得到明显改善。

基于ANSYS/LS-DYNA的空拔钢管有限元分析

应用三维非线性有限元分析技术,利用ANSYS软件的LS-DYNA模块动态模拟了空拔钢管的整个过程,得到了各场量的分布,进而分析了产生横裂、纵裂等实际问题的机理,根据拔制力的变化规律,将拔制过程分为起始、流动、稳定3个阶段,并得出了工艺参数(模锥角、摩擦系数、壁厚)与拔制力的关系,为优化模具结构和进行空拔钢管工艺设计提供了依据。

单晶铜线材在冷拔过程中形成的亚结构

采用光学金相和电子背散射衍射对单晶铜线材拉拔变形过程中的组织演化进行了分析。结果表明，变形单晶铜线材组织的演化分为3个阶段；当真应变为1．96时，变形单晶铜线材由〈100〉转变为〈100〉、〈111〉以及比较弱的〈112〉丝织构，织构组分转变是由剪切变形所致；当真应变为0．94时，界面错配角小于14°，属于小角度界面，当真应变为1．96时，界面错配角超过50°，在25°～30°大角度范围出现了由织构演化形成的第2个峰。

拉深变形力理论计算模型研究

基于对冲压成形加工中拉深工序变形区材料的应力、应变特点的分析,针对现有拉深力理论计算公式中忽略了材料厚度变化及加工硬化两个因素的影响的问题,利用金属塑性成形理论中的主应力法,考虑这两个影响因素,建立和提出了描述拉深力理论计算的一个新的数学模型,并用铝板材料的拉深试验进行了验证。

残余应力影响冷拉拔钢丝强度梯度的数值仿真

针对通过剥离表面材料和后续单向拉伸试验得到的冷拉拔钢丝的局部强度沿半径方向分布不均匀,存在一定的强度梯度的问题,利用ABAQUS构建了二维轴对称的冷拉拔有限元模型,计算分析了拉拔后残余应力的分布规律。将数值结果赋予拉拔后续的单向拉伸模型,对比无残余应力的模型,残余应力的存在显著降低了钢丝的弹性模量和屈服强度,但对均匀硬化阶段影响较小。去除钢丝表面材料后残余应力会自平衡,但不会消失,导致后续单向拉伸行为明显不同。随着去除材料的增加,钢丝的弹性模量逐渐增加,而屈服强度不断降低。因此,残余应力的存在一定程度上增大了冷拉拔钢丝的强度梯度。

钢管冷拔过程计算机有限元仿真研究

采用计算机仿真技术代替传统方法 ,对钢管冷拔过程进行了各种工艺参数下的500余次模拟 ,研究了钢管横裂、纵裂、尺寸变化等问题 ,得到了100多个各主要参量的数学模型 ,开发出了钢管冷拔过程的CAD系统。

基于电场和流场耦合的微坑电解加工数值研究

表面织构技术能够有效降低摩擦副表面摩擦和磨损。以方形微坑电解加工为对象,充分考虑加工中电场与流场相互关系建立了耦合场理论模型,采用数值计算方法得到了耦合场电势分布、电流密度分布和体积分数分布等,探讨了入口压力与出口最大氢气体积分数的影响关系,研究结果可为方形微坑电解加工提供一定的参考。最后开展了方形微坑电解加工实验,得到了方形微坑实验件。

精密Ω形丝的辊模孔型设计

在分析Ω形丝的形状特点、辊模孔型几何特性及金属在孔型内的变形复杂性的基础上,结合实践经验,采用五道次连续辊拉成形Ω形丝,其中前四道采用倒Y型三辊辊模拉拔成形,第五道次采用无芯两辊辊模拉拔成形。应用AutoCAD软件设计计算了各中间坯的几何形状(孔型形状);应用Pro/E软件设计了各道次的辊模三维装配图,实现了辊模的交互式设计,缩短了设计制造周期,为进行精密异型丝的孔型设计提供了理论指导。

基于动态再结晶仿真的40Cr轴锻件锻透性研究

合理的拔长工艺可有效利用动态再结晶机制对大型轴类锻件充分改性。建立宏微观耦合仿真模型,对φ300mm×4000mm的轴锻件的拔长过程进行数值模拟,综合考虑了变形、热传导、变形生热、摩擦生热、动态再结晶等多个因素。分析发现在下压的第2圈即累计压下率约为9%时,材料达到了临界应变条件而发生动态再结晶;随着压下率的增加,动态再结晶体积分数升高;当压下率达到约30%时,随材料心部有67%的区域充分改性;拔长后约60%的区域动态再结晶晶粒尺寸低于100μm,晶粒细化。

拔制方式对冷拔钢管拔制效果影响的显式动力分析

借助ANSYS软件显式动力模块建立了空拔钢管和短芯棒拔制三维有限元模型,动态模拟了两种拔制方式的整个过程,从钢管定径和轴向、周向应力分布规律角度分析了实际生产中产生问题的不同机理,并就两种拔制方式中工艺参数对拔制力的影响进行了深入研究,所得结果可为选取冷拔拔制方式提供参考,可为优化模具结构和工艺设计提供依据。

基于电场分析的钛合金电解加工圆孔成形研究

以钛合金电解加工圆孔为对象,充分考虑加工中电场与移动网格相互关系建立了圆孔加工理论模型,采用数值计算方法得到了电解加工圆孔电位分布、电流密度分布、成形过程和材料变化,探讨了不同加工参数(脉冲平均电压、电导率和进给速度)对电解加工圆孔成形的影响,并开展了电解加工圆孔实验,得到了圆孔形貌,在相同加工参数下,理论计算和实验得到的圆孔深度分别1.07mm和1.157 14mm,两者能够较好地吻合,可为电解加工圆孔提供理论依据。

基于有限元模拟的20/316L复合管拉拔成形分析

为研究20/316L复合管拉拔成形过程,给出拉拔成形时轴向应力和径向应力对成形区内金属流动的影响,运用非线性有限元分析软件ABAQUS/Explicit,对20/316L复合管拉拔过程进行仿真,得到了拉拔完成后稳定拉拔阶段的轴向应力、径向应力及等效塑性应变的分布,分析了拉拔全过程内外管之间残余接触压力的变化,以及稳定拉拔阶段拉拔力的分布规律。实验表明,经参数优化后的硬质合金拉拔模具的工作寿命是未优化前模具的6倍,并且得到了具有优良综合性能的内衬不锈钢复合管,该研究可节约分析时间,降低成本,又可为提高复合管质量、延长模具寿命提供参考。

矩形截面铝合金管材的单道次空拉拔变形机理

采用弹塑性有限元法模拟研究铝合金管材由圆截面拉拔变成矩形截面的变形机理,建立了空拉拔工艺简化的三维运动模型及弹塑性有限元模拟模型,实现了空拉拔模拟。通过一系列仿真得出了模孔半角对拉拔载荷的影响规律,进而得到了半角的合适取值;得出了失稳状态下切向应力沿着管坯周向分布的规律,并将模孔定径带优化设计为中拱角度178°,有效消除了失稳现象;最后得到了拉拔过程中的接触边界分布和接触应力分布规律。采用修正后的模具拉拔出的矩形截面铝合金管材尺寸合格、表面光亮。

矩形管成品拉拔的芯头工作带设计与变形平滑化

分析矩形管带芯头拉拔工艺实质和变形平滑化机理,提出'以小变形量控制矩形截面管坯均匀的从模具工作带挤压出来'的拉拔平滑化方法。建立了带芯头拉拔工艺简化的三维运动模型及弹塑性有限元模拟模型,采集矩形长边中点、短边中点、圆角中点三个研究的关键点,分析获得直线型与带台阶型两种方案关键点的等效塑性应变和接触应力变化规律。在表面质量最难以保证的长边中点,带台阶方案的等效塑性应变较直线型芯头提高45.5%,其接触应力由0提高到13MPa。采用带台阶型的芯头工作带拉拔,获得'一拉二压'的应力状态,以少量挤压变形调控壁厚偏差、提高矩形管材内外表面质量。

冷拉过程中TiNbZr合金的微观组织和力学性能(英文)

研究了TiNbZr生物β钛合金的冷加工性能。TiNbZr合金由真空自耗电弧炉熔炼,实验过程中采用冷拉变形方式。在冷拉过程中,合金表现出良好的冷加工性能。当冷变形率在20%左右时,出现变形孪晶,使得合金强度有大幅度提高。在随后的冷变形过程中,位错滑移为主要的塑性变形方式。当冷变形率为80%时,抗拉强度达到1170 MPa,延伸率也大于10%。在该冷变形率下,晶粒得到显著细化,晶粒尺寸在20 nm到50 nm之间。

万向节叉正反挤压成形的宏微观耦合模拟

万向节叉属于拨叉类零件,其成形难度大且成形质量要求高。建立宏微观耦合仿真模型,对万向节叉的正反挤压成形过程进行数值模拟,综合考虑了变形、热传导、变形生热、摩擦生热、动态再结晶等多个因素。分析整个变形过程发现,万向节叉反挤压变形提前于正挤压变形;同时发现万向节叉锻件内部有59.929%的区域完全改性,有4.794%的区域未发生动态再结晶暨没有获得锻造改性;预测了万向节叉内部晶粒大小及分布,微观方面的分析为预测锻件性能及设计热处理工艺提供依据。

镁合金轮毂变形参数对反挤压高度的影响

以AZ80镁合金轮毂的反挤压成形工艺为例,利用Deform有限元模拟软件,分别研究了不同压机速率、不同温度对AZ80镁合金反挤压高度的影响。通过对相同压机载荷下的不同反挤压高度的分析,得到了其在成形轮毂时的最佳压机速率为0.01～0.10mm/s和成形温度段380～400℃,为后期AZ80镁合金的热成形性研究提供了一定的理论依据。

冷拉拔强迫润滑自增压理论分析与实验研究

对冷拉拔工艺采用带锥度的增压管，实现自增压以提高润滑效果，采用液体动力学的理论进行了理论分析和公式推导，并经过实验验证。实验说明，笔者所推导的公式是可以用于指导生产实际的，带锥度的增压管实现自增压是完全可行的，欲获得更佳的自增压润滑效果，应研制粘度更高，且有一定化学吸附作用的润滑剂。

72A帘线钢线材冷拔笔尖状断裂分析和改进工艺措施

72A帘线钢线材拉丝笔尖状断裂的推动力,为拉拔时的不均匀变形。心部粗大的先共析铁素体和粗片状渗碳体易形成粗拉时的裂纹源;中心偏析产生的裂纹多出现在中拉工序。控制连铸坯中心碳偏析指数≤1.1,采用相变前≥15℃/s快冷,相变区600～620℃近似等温的控冷策略,获得先共析铁素体含量≤0.8%,索氏体率达90%的均匀组织,基本杜绝了72A线材直拉时笔尖断裂的产生。