流动摩擦焊接过程塑性金属流动行为

搅拌工具端部形貌特征影响焊缝成形,工具端面的渐开线有利于焊接时塑性金属的流动,在焊缝的上部材料受到焊接工具的作用发生层流运动,材料由搅拌工具边缘向中心流动,而中心处聚集的材料挤压周边的材料向阻力小的方向运动,材料在厚度方向混合从而形成一个循环往复运动。同时采用数值模拟和实验手段对其进行了验证。

搅拌摩擦焊塑性金属流动基本模型

通过对搅拌摩擦焊接过程进行抽象和假设,建立了搅拌摩擦焊接过程中塑性金属流动的基本模型.文中定义了步长塑性层、步长空腔以及剥离侧和堆积侧等概念.提出了步长塑性层是塑性金属转移流动的基本单元,步长塑性层连续转移流入并填满步长空腔,塑性金属流动的一个周期结束同时下一个周期开始.分析了步长塑性层流动的驱动力以及阻力等因素.结果表明,若步长塑性层不能全部填满步长空腔,焊缝中会出现体积型缺陷的结论.步长塑性层在流入步长空腔的过程中,同时会掉头转向.

DP600/AZ31无匙孔搅拌摩擦点焊塑性金属流动特性及断裂行为

在最优焊接参数下,对1 mm DP600镀锌钢板和3 mm AZ31镁板进行无匙孔搅拌摩擦点焊试验,焊后对接头分别进行横切、纵切及层切,采用扫描电镜(SEM)分析焊接接头显微组织和断口形貌.结果表明,镁钢间的混合主要发生在搅拌针作用区域,形成"机械互锁"的组织形貌,有利于增加两种材料的有效接触,形成复相强化;轴肩作用区镁钢间搅拌不明显,界面较平滑,镁钢界面形成了金属化合物以及氧化镁,降低了接头的塑性和韧性.对DP600/AZ31无匙孔搅拌摩擦点焊焊接接头进行拉伸试验,发现焊接接头从搭接界面上断裂,断口呈"脉状花样",为延性断裂.

拉拔低塑性金属异型材的四辊辊拉模的新设计

辊拉模在拉拔塑性较好的金属线材时效果十分明显,但在拉拔塑性较差的金属线材特别是异型材时,常发生拉断现象,影响加工的连续进行。结合轧制的特点,将被动式辊拉模变成主动式用于拉拔低塑性金属异型材。

塑性金属材料强度的一个简易测量法

本文应用塑性力学分析方法，提出了通过测量弯曲试样在塑性极限弯曲下的弹性回弹几何改变量，确定其强度的方法。对冷拉钢，该方法测量计算值与力学试验机测试结果相比误差在４％以下。在一般情况下，误差为１０％以下。该法将为生产实际中测定塑性金属材料强度提供一种简捷方法。

搅拌针端部挤压区内塑性金属的流动行为

以0.02mm厚的铜箔作为标示材料、1mm和2mm厚的2024铝合金薄板作为基材,采用不同的叠加方式组成叠层并进行搅拌摩擦焊接(Friction stir welding,FSW)试验,分析搅拌针端部挤压区塑性金属的流动行为及其对焊缝成形的影响。结果表明,在FSW焊接过程中,焊缝上部被塑化的金属不断地沿着搅拌针螺纹旋向往搅拌针端部迁移、长大,形成挤压区。此挤压区由位于搅拌针两侧的扩展区和位于搅拌针端面下方的变形区组成。其中,变形区的金属一部分来自从焊缝上部迁移而来的塑性金属;另一部分来自搅拌针端面下方母材经旋转摩擦作用而发生塑性变形的金属。挤压区塑性金属的流动方式分为轴向挤压迁移、水平摩擦迁移和绕流迁移三种。对厚板进行FSW焊接时,挤压区的塑性金属倾向以绕流迁移方式为主,导致焊缝内部形成疏松区或孔洞型缺陷。

塑性金属材料强度的一种简易测量法

1 概述测量塑性金属材料强度σ_b,通常需要把被测材料加工成标准试样,在材料试验机上测试。缺少测试设备的厂家往往感到不便。本文应用塑性力学的分析方法,提出了一种简易的测试方法:通过测量弯曲试样在塑性极限弯曲下的弹性回弹几何改变量,计算出材料强度σ_b。将具有简单小横截面(圆、矩形)的平直细长试样在一定直径的心轴上弯曲缠绕后卸载,会产生卸载前后试样弯曲半径(或曲率)的差别,这里称为弹性回弹。选择试样厚度(或直径)与心轴直径的比值,使试样弯曲拉压应变除中心层附近一个小区域外,其余都远远大于材料刚屈服时的正应变,因而试样截面上绝大部分区域的应力都达到或接近于材料的强度应力。

“金属塑性成型原理”课程的思政教学探讨

为了立德树人,达到教学与育人的有机统一,提出了在“金属塑性成型原理”课程中开展课程思政的总体思路和案例设计方案,探讨了将思政元素有机融入理论教学的方法和手段,并探索了课程思政教学效果的评价方法。通过课程思政教育,可以提升学生的民族自尊心和文化自信,激发他们的专业荣誉感、职业使命感和家国情怀,培养他们求真务实和精益求精的优良工作作风,增强他们的创新意识,促进他们的心理健康,改善他们的价值观念,提升他们的道德素养和思想境界。

新工科专业课程思政教育模式研究——以“金属塑性加工原理”课程为例

工科类高校作为工程教育实施的主体,其培养的人才能否适应新兴产业的发展直接关系到我国的科技竞争力,面向新工科教育的转型具有重要的现实意义。在当前新工科教育转型的关键节点,专业课程教学中有机融合思政教育元素,对于培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人具有重要意义。通过对新工科教育融入思政教育元素面临的问题进行解析,并以“金属塑性加工原理”专业课程为例进行教学模式设计,阐述了如何在专业课程中融入思政元素。

计算机在金属塑性成形的应用探索

计算机在金属塑性成形中的应用探索是一个广泛而深入的领域,涵盖了从模拟分析到辅助设计等多个方面.随着计算科学的快速发展和有限元技术应用的日益成熟,计算机在金属塑性成形中的应用越来越广泛,为这一领域带来了显著的变革和进步.由洪慧平编著,高等教育出版社于2022年5月出版的《金属塑性成形计算机辅助优化》一书是该领域中重要的研究成果.该书深入探讨了计算机在金属塑性成形领域的广泛应用,为工程技术人员和学者提供了宝贵的参考.

《金属塑性成型原理》课程教学实践改革探索

金属塑性成形原理教学实践强调理论与实践的紧密结合。现通过系统学习金属塑性变形的机理,使学生深入理解金属的流动规律和成形性能。在实践中让学生亲手操作成形设备,观察金属变形过程,加深了对理论知识的理解和应用。教学不仅培养了学生的动手能力,还锻炼了学生的问题解决能力。通过实践,让学生掌握了金属塑性成形的关键技术,为未来的工程实践打下了坚实基础。

金属塑性成形过程延性断裂的准则及其数值模拟

介绍了一些对金属延性断裂进行判断的准则,包括基于试验的经验性准则以及连续损伤力学方法建立的准则。在金属塑性成形的大变形有限元分析过程中,将会对断裂裂纹的生成及扩展进行模拟,介绍使用单元删除、单元分裂以及单元分离技术来处理出现裂纹后的工件网格,就齿圈压板精密冲裁、切削加工中切屑成形以及冷挤压等复杂工艺过程的断裂现象进行了模拟研究。

用塑性金属工艺制备Al-Al_2O_3复合无碳滑板

以板状刚玉、电熔白刚玉、α-Al2O3微粉、金属Al粉为原料、热固性酚醛树脂为结合剂,利用过渡塑性相工艺在埋炭条件下于1 450℃保温6 h烧成制备Al-Al2O3复合无碳滑板。当Al含量为9%(质量分数)时,复合滑板的综合物理性能最佳,其显气孔率为4.1%,体积密度为3.27 g/cm3,常温耐压强度为410MPa,1400℃保温30min后复合滑板的高温抗折强度为60.7MPa。通过设计化学反应并控制烧结气氛制备的复合滑板中,部分过渡相Al与材料中的C和气氛中的CO、N2反应生成Al4C3和AlN复合相,Al4C3进一步与材料中的Al2O3反应生成Al4O4C、Al2OC增强相,剩余的游离态Al仍为金属塑性相。Al-Al2O3复合滑板化学稳定性高、氧含量低,不含碳且不易水化,用于洁净钢时不会产生二次C、O、H及其它杂质的污染。

金属塑性成形三维有限元模拟过程中修正触模节点位置的一种新方法

提出了动态边界条件处理中修正触模节点位置的一种新方法——初矢修正法 ,从而解决了金属塑性成形三维有限元模拟中由于离散的模具网格造成的“死锁”问题。采用三维刚粘塑性有限元法 ,考虑工模具间的摩擦 ,采用作者所提出的网格重划方法对畸变网格进行重新划分 ,对叶片的锻造过程进行了模拟分析。在模拟过程中的每一加载步 ,均采用本文提出的初矢修正法对触模节点位置进行修正。叶片锻造三维有限元模拟的顺利进行 ,验证了采用本文所提出的初矢修正法修正触模节点的位置 ,可以避免由于离散的模具网格造成的“死锁”。因此该方法不但可行 ,而且可靠。

金属塑性成形过程的微观组织模拟与优化技术研究现状

介绍了金属塑性成形过程中微观组织演变的数学模型和常用的微观组织优化目标函数 ,给出了金属塑性成形微观组织模拟和优化的主要方法———微观遗传算法和灵敏度分析方法的基本原理 ,叙述了近年来国内外金属塑性成形微观组织模拟与优化研究概况。

基于声发射技术的金属动态塑性摩擦研究

利用声发射技术研究了凸模胀形过程中有油润滑和干摩擦2种不同摩擦条件下的动态摩擦过程,得到了凸模胀形声发射特性曲线,并对声发射特性曲线进行了分析。结果表明:凸模胀形过程中的声发射信号是由凸模胀形过程中的摩擦产生;摩擦力随胀形深度而变化,是胀形深度的函数;凸模胀形过程中的声发射信号证明凸模胀形过程中的摩擦是一个动态过程;声发射信能动态地反映这一摩擦变化过程。

旋锻法加工低塑性有色金属异型材的应用研究

针对异型材的几种常用加工方法,如拉伸、辊拉、轧制等,分析它们在加工中的应力特点。拉伸、辊拉为二向拉应力、一向压应力,所以对塑性较好的金属线材有利,而对低塑性有色金属材料不利,后者加工时易出现拉裂或拉断现象,造成生产中断甚至无法加工;轧制法应力特点为三向压应力,对塑性较好或低塑性金属线材都有利,但型辊加工昂贵,轧机维护费用高,故轧制法最好用于大规模生产中。旋锻法应力特点和轧制法一致且产能较低,对产量较低、附加值较高的低塑性有色金属异型材尝试采用旋锻方法加工。

铝合金LD10-LF6搅拌摩擦焊的金属塑性流动

通过对LF6 /LD1 0进行搅拌摩擦焊 (FSW )的工艺试验研究 ,分析了工艺参数对金属流动的影响。结果表明 ,当压入量和倾角大小适宜 ,采用带有螺纹的搅拌工具(Tool)时 ,能促进金属塑性流动 ;在一定范围内提高旋转速度或者焊接速度 ,不但能促进金属塑性流动 ,并且能使金属以涡形层状间混方式流动。当采用低速度参数 ,LF6铝合金处于前进侧时 ,涡形层状间混结构呈现均匀分布 ;LF6铝合金处于后退侧 ,则结果相反 ,但是提高旋转速度 ,不论LF6铝合金处于哪一侧 。

电液颤振对冷挤压塑性成形件金属流线及晶粒组织的影响

针对冷挤压成形过程中金属变形抗力大、模具易磨损等不足,提出一种新型冷挤压工艺,即在冷挤压成形过程中引入振动激励信号。运用 DEFORM-3D 有限元分析软件构建系统仿真模型,分别在有无施加颤振两种挤压方式下进行模拟仿真。仿真结果表明,施加颤振信号能促进金属的流动,金属流动速度达到62.4 mm/s,网格流线变形程度比传统挤压方式下的变形程度小。设计了电液式颤振冷挤压实验平台及模具,分别在有无施加颤振两种挤压方式下进行实验,并将所得成形零件用体积分数为4%的硝酸酒精溶液腐蚀,利用扫描电镜观察零件剖面。实验结果表明,施加颤振信号后,晶粒由原来的大小为3.3-5.0μm 细化到1.7-3.3μm,晶粒变形更加均匀,变形组织更加细密,金属纤维组织变得更细更长。