“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。

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.

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。

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。

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。

有限体积法仿真金属塑性成形的基本理论

基于有限体积和塑性成形基本理论 ,推导出金属塑性成形的有限体积质量方程、动量方程、能量方程等控制方程 ,给出有限体积单元的速度分量和温度关于时间的微分方程 ,并提出了求解成形体的速度、温度、应变速率和应力等物理场量的计算方法 .

有限元方法在金属塑性成形中的应用

有限元法是应用于金属塑性成形数值模拟中的一种有效的数值计算方法。详细介绍了弹塑性、刚塑性、粘塑性3种有限元法。刚塑性有限元法适用于大塑性变形,包括板带、型钢轧制和环件轧制的模拟分析等。弹塑性有限元法在金属塑性成形数值模拟中应用最广。与刚塑性方法相比,弹塑性有限元法还能有效处理卸载问题。计算残余应力和应变。而粘塑性有限元法适用于金属热变形或强化不显著的软金属变形。同时,结合国内外最新的具体实例说明了这些方法在金属塑性成形领域中的具体应用,展望了有限元方法在金属塑性成形中的发展。

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 。

金属塑性成形过程无网格伽辽金法数值模拟技术研究

将无网格伽辽金法与刚(粘)塑性流动理论相结合,对无网格伽辽金法在金属塑性成形过程数值模拟中的应用技术进行了研究,分别采用混合变换法和罚函数法实现速度边界条件和体积不变条件,提出了基于刚(粘)塑性力学流动理论的无网格伽辽金法,给出了金属塑性成形无网格伽辽金法数值模拟的关键算法,拓展了无网格方法在金属成形领域的应用范围。典型算例的数值计算结果表明了方法的可行性。

影响搅拌摩擦焊金属塑性流动的因素

针对LF6 /LD10、L2 /T2研究了搅拌摩擦焊 (FSW)的金属塑性流动。通过工艺试验 ,分析了影响FSW金属塑性流动的因素。研究结果表明 ,被焊材料反复动态再结晶是其持续塑性流动的前提条件。影响金属塑性流动的因素主要有两个———材料的变形温度和变形速率。搅拌工具使材料保持高应变速率 ,并对材料快速加热 ,致使层错能很高的铝发生动态再结晶 ,促使其稳定流动。保持一定的焊接温度有利于金属动态软化 ,促进塑性流动 。

金属塑性成形过程再生核质点无网格方法数值模拟

应用微可压缩材料的流动法则,采用再生核函数无网格方法,自行开发了求解方棒压缩、圆棒压缩、反向挤压和轧制等金属塑性成形过程应用程序。应用再生核质点无网格方法计算得到纯铝和铝合金材料金属塑性成形过程的速度场和应力场解析结果,并与自行开发的I-Form有限元程序得到的计算结果以及试验数据进行了分析比较,结果符合良好。再生核质点无网格方法具有求解金属大变形特点,解决了有限元法中的网格重划问题,为复杂金属变形分析提供了良好的研究手段。

金属塑性成形过程CSPH无网格法数值模拟

应用微可压缩刚塑性材料的流动法则,采用修正的光滑粒子力学(Corrected smooth particle hydrodynamics, CSPH)无网格法,自行开发了求解金属方棒压缩和圆棒压缩等金属塑性成形过程应用程序。提出一种简单的求解体积应变速率的光滑技术,该技术使应力场计算结果能得到较好的改善。采用CSPH无网格法求解纯铝和Al6060铝合金材料压缩过程得到的速度场和应力场结果与有限元法计算结果以及试验数据进行了分析比较。结果表明, CSPH法能够较好地求解金属大变形过程,为今后进一步分析复杂金属变形问题提供了良好的研究手段。

30 MnSi钢金属塑性变形抗力的数学模型

本文以 30MnSi钢为例 ,利用Gleeble 15 0 0热模拟试验机对金属塑性变形抗力进行试验研究。通过实测不同变形温度、应变速率和变形程度与变形抗力的关系 ,建立了金属塑性变形抗力的数学模型。通过对模型进行回归分析 ,回归方程高度显著 ,把理论计算与试验数据进行对比 。

运用声发射技术监测金属塑性成型过程中润滑状态的研究

为监测金属塑性成型过程中的润滑状态,采用运用声发射技术,通过对无润滑和有润滑时金属塑性变形过程和摩擦过程的监测及对比,分别研究了金属摩擦声发射信号和塑性变形声发射信号。结果表明,不同材料摩擦产生的声发射信号数值上大小不同,同种材料摩擦声发射信号数值上小于塑性变形声发射信号;采用声发射技术,基于实时波形和声发射信号参数的平均值都能监测金属塑性成型时的润滑状态。

半固态金属塑性加工力学的研究进展

从理论研究的角度论述了半固态塑性加工力学的发展概况 ,并阐述了其在发展中所遇到的障碍 .随着现代科技手段的运用 ,半固态塑性加工力学必将日趋完善 ,走向成熟 .

金属塑性有限元模拟算法研究

论述了金属塑性成形过程中有限元模拟的Markov变分原理和刚塑性本构方程;阐述了数值模拟中的离散化和线性化算法及刚性方程的求解方法。由整体刚度方程求解节点速度增量,结合有限元网格划分形函数,得到有限元模拟的应力场与应变场及应变率增量。此外,给出了刚塑性有限元模拟的步骤和算法发展趋势。在刚度方程求解时,仍需要一种快速收敛算法,同时保证模拟精度要求。

金属塑性成形实验有机整合的探讨

针对金属塑性成形综合实验的现状,开发并引入了多项实验,将各单项实验进行了有机的整合。保证了实验手段的先进性,实验内容的连续性,实验方法的多元性,实验知识的综合性。在整合过程中,加强了现代实验技术,特别是计算机技术的应用,提高了实验效率及学生实验的兴趣。其教学效果良好,有利于学生实践和创新能力的培养。

基于金属塑性成形理论的汽车覆盖件成形工艺智能优化方法

以塑性成形理论为基础,通过分析汽车覆盖件成形过程中工艺参数对成形缺陷的影响规律,建立了工艺参数优化规则,即工艺参数与成形缺陷之间的数学关系。以消除成形缺陷为目标,采用优化规则定量计算工艺参数优化过程中的迭代增量,提出了一种新的汽车覆盖件成形工艺智能优化方法。以拉深筋优化为例,探讨了拉深筋在板料成形工艺中的影响规律,建立了与距离、方向和进料阻力等因素相关的拉深筋优化规则。将提出的智能优化方法用于优化整体侧围和翼子板拉深成形模具的拉深筋,在完全摆脱人工经验的情况下自动对拉深筋进行分段,经过4～5次迭代即获得了优化解。

金属塑性成形有限元仿真中的网格质量优化

网格质量在很大程度上影响着金属塑性成形有限元数值分析的准确性和分析过程的可持续性。基于新的网格单元畸变度量体系 ,文中设计了一种新的关于节点位移的无约束最优化的目标函数 ,该函数有效客观地反映了有限元计算网格的畸变程度 ,且通过求偏导数 (等于 0 ) ,可以得到问题求解的显式表达式。因此 ,算法具有设计合理、实现简便、保持拓扑性等特点。此外 ,该算法可用于包括二维和三维情形的几乎所有形状的网格 。