超塑性自由胀形温度对Ti_2AlNb板材壁厚分布的影响

为研究Ti_2AlNb合金高温超塑性自由胀形时的壁厚分布规律,对初始厚度均匀的Ti_2AlNb板材进行有限元模拟和试验研究.在胀形温度分别为910、930、950和970℃时,采用恒应变速率法对最终胀形试样的壁厚分布进行数值模拟,研究了胀形后试样的壁厚分布规律.结果表明:Ti_2AlNb板材在胀形后曲面壁厚分布不均匀,易呈现出不规则球形;胀形温度对曲面形状和壁厚具有较大的影响,变形温度对Ti_2AlNb板材超塑性自由胀形壁厚分布影响较大.在此基础上,引入温度敏感性指数n,对预测胀形壁厚的E-K模型进行修正.研究结果为Ti_2A1Nb合金在航空航天复杂薄壁结构件的超塑成形提供一定的参考依据.

基于椭球曲面的超塑自由胀形力学解析

超塑自由胀形的真实轮廓为轴对称旋转曲面,球面假设条件下的力学解析不能真实反映实际胀形过程。基于超塑自由胀形轮廓型面为椭球曲面这一试验基础,从连续介质塑性力学的基本理论出发,结合几何方程、力学平衡方程及Hill各向异性材料的增量理论,对超塑自由胀形过程进行力学解析,提出超塑自由胀形对壁厚均匀性的自我调节作用。给出超塑自由胀形过程中不同位置的经向应力及环向应力,并进一步得出应力场、应变速率场及应变场分布。由广义速率敏感性指数的定义式,给出m值的解析式,并得到超塑自由胀形的最佳加载路径。超塑自由胀形椭球曲面假设得到试验验证,椭圆函数拟合度高达0.996以上。

Spherical-Cymbal换能器端帽自由胀形过程建模

为掌握Spherical-Cymbal换能器端帽自由胀形的成形规律,在端帽材料选定、几何尺寸(包括外径D、空腔底部直径dc和厚度te)及胀形压边力不变且线性加载等约束条件下,采用ANSYS/LS-DYNA软件对几种不同加载终压P下端帽的自由胀形成形过程进行了数值模拟。通过非线性曲线拟合分别得到了加载后端帽中心高度与加载终压(HP-P)、卸载回弹量与加载终压(ΔH-P)及卸载后端帽中心高度与加载终压(H-P)之间关系的数学模型。实验结果表明,在以上约束条件下,所建数学模型揭示了Spherical-Cymbal换能器端帽的自由胀形成形规律,可用于指导实际生产。

超塑自由胀形中空穴发展过程的有限元模拟

将Ｈｉｌｌ的正变异性屈服方程与修正的Ｇｕｒｓｏｎ多孔韧性材料的粘塑性势有机地结合起来，建立了超塑成形中材料内部空穴体积分数的累积增大模型，按此模型采用刚粘塑性有限元法模拟了超塑自由胀形中空穴的发展过程，并对模拟结果进行了实验验证。

Spherical-cymbal换能器端帽自由胀形回弹预测与控制

为更经济地制造出质量更高的Spherical-cymbal换能器端帽,在其成形中用自由液压胀形工艺取代传统的冲压工艺,并对其自由胀形中的回弹问题进行了重点研究。采用ANSYS/LS-DYNA软件对端帽的自由胀形回弹量进行了预测,并根据约束条件及有限元模拟结果提出了回弹控制措施。实验结果验证了采用有限元数值模拟进行Spherical-cymbal换能器端帽自由胀形回弹预测与控制的可行性。

用一维拉伸和二维自由胀形本构方程处理充模胀形力学问题的比较

针对超塑性充模胀形的力学问题并结合典型超塑性Zn-Al合金(W_(Al)=22％),依据实测结果进行理论分析表明,对于充模胀形不能用一维拉伸的本构方程直接推广处理二维的力学问题,文中还提出了校正理论结果和实验结果之间偏差的方法。

圆钣自由胀形过程的回弹分析

本文建立了圆钣自由胀形过程的回弹理论公式。试验证明该公式成功地揭示了工件的稳定相对高度ｈｐ以及与材料性能有关的材料综合性能指数Ａ、Ｂ对回弹的影响规律。

背压对超塑自由胀形影响的实验研究

本文实验研究了背压 P_b 对超塑性自由胀形宏观力学行为的影响。实验结果表明,背压 P_b 的施入,提高了胀形的成形速度而缩短了成形时间,胀形极限有所提高,厚度变薄趋于均匀,胀形件的几何形状趋于球面。

自由胀形时最佳工艺的制订

本文利用等效理论提出了决定自由胀形成形最佳工艺参数的方法,并用四种材料分别在两种不同条件下作了成形验证实验。结果表明,试验结果与理论吻合良好。

薄板自由胀形过程中的金属流动规律

在均匀变形条件下 ,对薄板自由胀形过程中的金属流动规律进行了分析 .导出了描述质点流动轨迹的表达式 。

超塑性自由胀形的双目立体视觉测量研究

超塑性自由胀形实验中准确测量胀形件轮廓曲面以及曲面上各点的变形是建立超塑性自由胀形解析理论的重要基础.本工作依据自由胀形件轮廓为轴对称旋转曲面这一重要特征,将曲面测量问题转化为曲面上特征点的测量,采用双目立体视觉系统测量特征点的三维坐标,并进行曲线拟合以确定其轮廓曲面,计算几何参数,通过分析轮廓曲面上特征点位置变化以及两相邻特征点之间间距的变化来测量应变.介绍了双目立体视觉系统的组成和测量方法,以及系统模型、标定方法、消除高温影响和图像处理等关键环节,给出了胀形件几何参数和变形测量的方法,进行了测量实验.

超塑性非球面自由胀形的测量

超塑性胀形是成形薄壁壳形件的重要技术,已经在航空技术领域占有重要地位。由于超塑性自由胀形是建立超塑胀形力学解析理论的重要依据,又是超塑胀形成形的必经阶段,而超塑自由胀形的轮廓曲面为轴对称旋转曲面,本文针对精确测量轴对称旋转曲面的几何参数尚存在的一些问题,提出了测量方法及基本原理,介绍了基于单目成像的图像采集系统及摄像机参数的标定方法,并对旋转体试件的成像测量进行分析,给出了误差补偿公式;对于实验中极点高度测量和实验后轮廓测量采用不同算法,以保证系统的实时性;为提高测量精度,采用亚像素算法,同时分析了误差产生的原因。

AA6061铝合金管材热态气压成形性能及微观组织(英文)

为测试AA6061挤压管材的成形性,在350~500°C进行自由胀形实验,为复杂结构件的热态金属气压成形(HMGF)提供基础。通过测量最大胀形率(MER)和破裂压力直接表征加热状态下管材的成形性能。测量不同位置的维氏硬度,进行断口的SEM分析,并通过EBSD方法分析沿轴向和环向的微观组织。结果表明,在425°C下胀形时最大胀形率达到极值86%。随着温度的升高,破裂压力从4.4MPa降至1.5MPa。破裂位置的维氏硬度略高于其它部位。在高温下发生微孔聚集型断裂,在500°C出现过热组织。胀形时随着温度的升高,初始的细小等轴晶粒开始长大并沿轴向和环向被拉长。

无缝管与有缝管液压成形性比较

通过对无缝管和有缝管在不同内压下自然液压胀形过程的有限元数值模拟,分析比较了管材胀形后的轮廓形状分布、壁厚分布和最大成形高度,探讨了焊缝材料性能对上述三个成形参数的影响,结果表明:无缝管胀形后轮廓形状对称,而有缝管胀形后轮廓形状不对称,并且这种不对称性随着内压增大而加剧;无缝管胀形后壁厚沿环向分布均匀,而有缝管胀形后,距焊缝对称中心0~15°之间的壁厚沿环向分布不均匀,距焊缝对称中心15°~180°之间的壁厚基本上呈均匀分布,且壁厚值和同种材料的无缝管在相同条件下胀形的壁厚值接近;焊缝材料强度比基体材料强度高,则极限成形高度大。

工业铝合金5182和6016的超塑性研究

研究了普通冷冲压成形的工业铝合金 5 182和 6 0 16的超塑性能。经超塑单向拉伸试验和自由胀形试验表明 ,铝合金 5 182在温度为 5 0 0℃ ,应变速率为 8 33× 10 - 3 s时 ,材料的伸长率达到 2 0 0 % ,应变速率敏感性指数m值达到0 2 4 ,具有一定的超塑性 ;而 6 0 16合金在 5 0 0℃时的伸长率为 89% ,应变速率敏感性指数m值为 0 13。

工业牌号铝合金的超塑性能及微观组织演化特征

采用实验方法研究国外广泛用于汽车车身板件冷冲压成形的工业牌号铝合金板材AA5182和6016的超塑性能,以及超塑变形中微观组织的演化特征。通过超塑性单向拉伸试验、材料变形前后的微观组织观察和自由胀形试验,揭示出铝合金AA5182具有一定的超塑性能,而铝合金6016的超塑性能很低。铝合金AA5182在温度为375℃、应变速率为1.67×10-3/s时,材料的延伸率达到210%,m值达到0.25;在温度为500℃、应变速率为1.67×10-2/s时,材料延伸率达到225%,m值达到0.35。

对向差压超塑胀形m值的计算公式和测量方法

本文给出在背压作用下超塑自由胀形m_H·m_V·m_P的计算公式和测量方法,为研究双拉一压应力状态以及在此应力状态下不同加载路径对m值的影响提供了必要的研究手段。从ZnAl_4Cu在不同背压下胀形实验结果可见,增大背压,可以显著提高胀形速度。