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表面圆形凹坑微织构对DC53模具钢的摩擦学性能影响
1
作者
杨程
彭迎娇
+2 位作者
刘思琪
陈林
谢晓东
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期208-217,共10页
为了探究微织构对DC53冷作模具钢表面摩擦学性能的影响,基于有限元法研究了模具钢表面圆形凹坑微织构的最优深度,采用飞秒激光加工了不同面密度的圆形凹坑微织构模具钢试样,并通过开展摩擦磨损实验研究了不同润滑状态下面密度对模具钢...
为了探究微织构对DC53冷作模具钢表面摩擦学性能的影响,基于有限元法研究了模具钢表面圆形凹坑微织构的最优深度,采用飞秒激光加工了不同面密度的圆形凹坑微织构模具钢试样,并通过开展摩擦磨损实验研究了不同润滑状态下面密度对模具钢摩擦学性能的影响规律。结果表明,DC53冷作模具钢表面的圆形凹坑微织构在直径为Φ140μm,织构深度为50μm时表现出最大油膜承载力与最小摩擦因数;随着圆形凹坑微织构面密度的增加,充分润滑时模具钢表面的摩擦因数先减小后增大,面密度为20%时平均摩擦因数最小,相较于无织构模具钢降低了51.35%;少油润滑与干摩擦时,模具钢表面摩擦因数随着面密度的增加逐渐降低;面密度为30%时,模具钢表面平均摩擦因数最小,较无织构模具钢分别降低了35.84%与15.02%。微织构的存在提升了模具钢表面不同润滑状态下的减摩性能;充分润滑时效果最好,干摩擦时也明显改善了模具钢表面的黏着磨损。
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关键词
表面微织构
冷作模具钢
润滑状态
数值模拟
摩擦磨损
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职称材料
不同表面处理下H13钢的高温摩擦磨损行为
被引量:
7
2
作者
杨程
张金虎
+3 位作者
彭迎娇
章建军
庄晓伟
王玲
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期162-169,共8页
为研究H13钢在抛丸和喷砂处理下高温摩擦磨损行为,利用UMT-3高温摩擦磨损试验机、扫描式电子显微镜、能谱仪和三维共聚焦表面轮廓仪等设备分析了H13钢在不同温度下的摩擦因数、磨面形貌、磨痕成分、磨损体积及磨痕深度。结果表明,抛丸...
为研究H13钢在抛丸和喷砂处理下高温摩擦磨损行为,利用UMT-3高温摩擦磨损试验机、扫描式电子显微镜、能谱仪和三维共聚焦表面轮廓仪等设备分析了H13钢在不同温度下的摩擦因数、磨面形貌、磨痕成分、磨损体积及磨痕深度。结果表明,抛丸和喷砂处理的H13钢表面硬度和粗糙度均比未处理的高。喷砂处理的试样在磨损前期摩擦因数波动小,更早进入稳定摩擦阶段。620℃时磨损体积由未处理的6×10^(-3)mm^(3)降低至喷砂处理的4×10^(-3) mm^(3),最大磨痕深度由40.423μm减小至16.837μm。未处理和抛丸处理的磨损机制分别为磨粒磨损和氧化磨损,喷砂试样中O元素含量大幅度降低,加工硬化效应使抵抗犁削和变形能力增强,磨损机制为氧化磨损和粘着磨损共同作用。经抛丸和喷砂处理的耐磨性能均比未处理要好,且喷砂处理的耐磨性能最佳。
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关键词
喷砂处理
H13钢
高温磨损
耐磨性
磨损行为
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职称材料
台阶盒形件起皱和开裂改善
被引量:
5
3
作者
杨程
陈林
+2 位作者
彭迎娇
王瑞静
谢晓东
《精密成形工程》
北大核心
2022年第6期141-147,共7页
目的改善台阶盒形件拉深成形时凸缘区起皱和圆角区开裂的缺陷。方法理论分析了起皱和开裂产生的原因,利用有限元模拟分析了压边力大小、凹模运行方式和板料形状对台阶盒形件拉深成形的影响,采用实验验证了有限元模拟结果的准确性。结果...
目的改善台阶盒形件拉深成形时凸缘区起皱和圆角区开裂的缺陷。方法理论分析了起皱和开裂产生的原因,利用有限元模拟分析了压边力大小、凹模运行方式和板料形状对台阶盒形件拉深成形的影响,采用实验验证了有限元模拟结果的准确性。结果长方形板料拉深成形时,4个角部相比直边部位流动阻力更大,直边部位材料过度向模具型腔内流动,造成凸缘区周向压应力过大,进而引起起皱,当零件拉深深度较大时,圆角部位材料变形剧烈且材料流动不均匀,极易产生开裂;采用20 kN的压边力、梯形的凹模向下运行方式和类椭圆形板料的工艺参数可以控制材料流动,使板料变形均匀并改善凸缘区起皱和圆角区开裂缺陷。结论有限元模拟可为冲裁工艺参数的选取提供理论指导。
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关键词
台阶盒形件
拉深
起皱
开裂
压边力
板料形状
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职称材料
冲头刃口形状对冲裁的影响研究
被引量:
4
4
作者
杨程
彭迎娇
+2 位作者
陈林
刘思琪
谢晓东
《精密成形工程》
北大核心
2023年第5期63-70,共8页
目的研究不同冲头刃口形状对冲裁变形过程和冲头磨损情况的影响。方法采用有限元方法和实验分析了相同工况下平冲头、台阶状冲头和屋顶状冲头对坯料冲断行为的影响,以及不同刃口形状的冲头在冲裁后的磨损情况。结果冲头结构的改变使冲...
目的研究不同冲头刃口形状对冲裁变形过程和冲头磨损情况的影响。方法采用有限元方法和实验分析了相同工况下平冲头、台阶状冲头和屋顶状冲头对坯料冲断行为的影响,以及不同刃口形状的冲头在冲裁后的磨损情况。结果冲头结构的改变使冲裁过程发生了变化,影响了冲裁时坯料内部的应力–应变分布、峰值冲裁力、裂纹扩展速度、弹性应变能和冲头单次磨损深度。屋顶状冲头在冲裁时峰值冲裁力最低,较平冲头与台阶状冲头的峰值冲裁力分别降低了15%、10%,坯料最早起裂,也最快完成断裂,坯料的高应力区域集中在凹模刃口,且该冲头冲裁时坯料内储存的弹性应变能最多,冲头工作区的单次磨损深度最小,较平冲头与台阶状冲头的单次磨损深度分别降低了84%、80%。结论屋顶状冲头使坯料在断裂前发生了更大的拉伸变形,储存了更多的弹性应变能,坯料在拉伸状态下发生了剪切变形,冲裁力更小,高应力分布的改变降低了冲裁时坯料对冲头侧面的压力,冲断后的坯料发生弹性恢复,可防止冲头回程时坯料抱紧冲头造成的二次磨损。
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关键词
冲裁
刃口形状
数值模拟
拉伸变形
模具磨损
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职称材料
低频振动辅助6061铝合金拉伸变形行为
被引量:
1
5
作者
杨程
陈林
+1 位作者
衡明
彭迎娇
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期33-40,共8页
为获得低频振动下6061铝合金的拉伸变形行为,采用ABAQUS有限元模拟分析和实验验证相结合的方法,对常规拉伸和低频振动辅助拉伸进行分析,用电子万能试验机对铝合金板材进行常规拉伸和不同方案的低频振动辅助拉伸实验。通过对比常规拉伸...
为获得低频振动下6061铝合金的拉伸变形行为,采用ABAQUS有限元模拟分析和实验验证相结合的方法,对常规拉伸和低频振动辅助拉伸进行分析,用电子万能试验机对铝合金板材进行常规拉伸和不同方案的低频振动辅助拉伸实验。通过对比常规拉伸、间歇振动拉伸和全程振动拉伸3种拉伸方式,得到低频振动对拉伸过程中平均拉伸载荷和材料伸长率的影响,获得激振力和振动能量对拉伸载荷及材料伸长率的影响。结果表明,随着振幅或频率的提高,最大平均流动应力下降明显;一定范围内的激振力和振动能量,使拉伸平均载荷下降,提高了材料的塑性,增加了材料的伸长率。
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关键词
低频振动
拉伸应力
拉伸载荷
振动能量
激振力
伸长率
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职称材料
题名
表面圆形凹坑微织构对DC53模具钢的摩擦学性能影响
1
作者
杨程
彭迎娇
刘思琪
陈林
谢晓东
机构
西安建筑科技大学冶金工程学院
广东合和建筑五金制品有限公司
出处
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期208-217,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(51874226)
西安市科技局科技创新引导项目(201805033YD11CG17(10))。
文摘
为了探究微织构对DC53冷作模具钢表面摩擦学性能的影响,基于有限元法研究了模具钢表面圆形凹坑微织构的最优深度,采用飞秒激光加工了不同面密度的圆形凹坑微织构模具钢试样,并通过开展摩擦磨损实验研究了不同润滑状态下面密度对模具钢摩擦学性能的影响规律。结果表明,DC53冷作模具钢表面的圆形凹坑微织构在直径为Φ140μm,织构深度为50μm时表现出最大油膜承载力与最小摩擦因数;随着圆形凹坑微织构面密度的增加,充分润滑时模具钢表面的摩擦因数先减小后增大,面密度为20%时平均摩擦因数最小,相较于无织构模具钢降低了51.35%;少油润滑与干摩擦时,模具钢表面摩擦因数随着面密度的增加逐渐降低;面密度为30%时,模具钢表面平均摩擦因数最小,较无织构模具钢分别降低了35.84%与15.02%。微织构的存在提升了模具钢表面不同润滑状态下的减摩性能;充分润滑时效果最好,干摩擦时也明显改善了模具钢表面的黏着磨损。
关键词
表面微织构
冷作模具钢
润滑状态
数值模拟
摩擦磨损
Keywords
surface micro-texture
cold-working die steel
lubrication condition
numerical simulation
friction and wear
分类号
TH117.1 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
不同表面处理下H13钢的高温摩擦磨损行为
被引量:
7
2
作者
杨程
张金虎
彭迎娇
章建军
庄晓伟
王玲
机构
西安建筑科技大学冶金工程学院
江苏龙城精锻集团有限公司
出处
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期162-169,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51874226)
陕西省重点研发计划(2018ZDXM-GY-120)。
文摘
为研究H13钢在抛丸和喷砂处理下高温摩擦磨损行为,利用UMT-3高温摩擦磨损试验机、扫描式电子显微镜、能谱仪和三维共聚焦表面轮廓仪等设备分析了H13钢在不同温度下的摩擦因数、磨面形貌、磨痕成分、磨损体积及磨痕深度。结果表明,抛丸和喷砂处理的H13钢表面硬度和粗糙度均比未处理的高。喷砂处理的试样在磨损前期摩擦因数波动小,更早进入稳定摩擦阶段。620℃时磨损体积由未处理的6×10^(-3)mm^(3)降低至喷砂处理的4×10^(-3) mm^(3),最大磨痕深度由40.423μm减小至16.837μm。未处理和抛丸处理的磨损机制分别为磨粒磨损和氧化磨损,喷砂试样中O元素含量大幅度降低,加工硬化效应使抵抗犁削和变形能力增强,磨损机制为氧化磨损和粘着磨损共同作用。经抛丸和喷砂处理的耐磨性能均比未处理要好,且喷砂处理的耐磨性能最佳。
关键词
喷砂处理
H13钢
高温磨损
耐磨性
磨损行为
Keywords
sandblasting treatment
H13 steel
high temperature wear
wear resistance
wear behavior
分类号
TG316 [金属学及工艺—金属压力加工]
在线阅读
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职称材料
题名
台阶盒形件起皱和开裂改善
被引量:
5
3
作者
杨程
陈林
彭迎娇
王瑞静
谢晓东
机构
西安建筑科技大学冶金工程学院
广东合和建筑五金制品有限公司
出处
《精密成形工程》
北大核心
2022年第6期141-147,共7页
基金
国家自然科学基金(51874226)
西安市科技局科技创新引导项目(201805033YD11CG17)。
文摘
目的改善台阶盒形件拉深成形时凸缘区起皱和圆角区开裂的缺陷。方法理论分析了起皱和开裂产生的原因,利用有限元模拟分析了压边力大小、凹模运行方式和板料形状对台阶盒形件拉深成形的影响,采用实验验证了有限元模拟结果的准确性。结果长方形板料拉深成形时,4个角部相比直边部位流动阻力更大,直边部位材料过度向模具型腔内流动,造成凸缘区周向压应力过大,进而引起起皱,当零件拉深深度较大时,圆角部位材料变形剧烈且材料流动不均匀,极易产生开裂;采用20 kN的压边力、梯形的凹模向下运行方式和类椭圆形板料的工艺参数可以控制材料流动,使板料变形均匀并改善凸缘区起皱和圆角区开裂缺陷。结论有限元模拟可为冲裁工艺参数的选取提供理论指导。
关键词
台阶盒形件
拉深
起皱
开裂
压边力
板料形状
Keywords
stepped box
deep drawing
wrinkling
cracking
blank holder force
blank shape
分类号
TG386 [金属学及工艺—金属压力加工]
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职称材料
题名
冲头刃口形状对冲裁的影响研究
被引量:
4
4
作者
杨程
彭迎娇
陈林
刘思琪
谢晓东
机构
西安建筑科技大学冶金工程学院
广东合和建筑五金制品有限公司
出处
《精密成形工程》
北大核心
2023年第5期63-70,共8页
基金
国家自然科学基金(51874226)
西安市科技局科技创新引导项目(201805033YD11CG17(10))。
文摘
目的研究不同冲头刃口形状对冲裁变形过程和冲头磨损情况的影响。方法采用有限元方法和实验分析了相同工况下平冲头、台阶状冲头和屋顶状冲头对坯料冲断行为的影响,以及不同刃口形状的冲头在冲裁后的磨损情况。结果冲头结构的改变使冲裁过程发生了变化,影响了冲裁时坯料内部的应力–应变分布、峰值冲裁力、裂纹扩展速度、弹性应变能和冲头单次磨损深度。屋顶状冲头在冲裁时峰值冲裁力最低,较平冲头与台阶状冲头的峰值冲裁力分别降低了15%、10%,坯料最早起裂,也最快完成断裂,坯料的高应力区域集中在凹模刃口,且该冲头冲裁时坯料内储存的弹性应变能最多,冲头工作区的单次磨损深度最小,较平冲头与台阶状冲头的单次磨损深度分别降低了84%、80%。结论屋顶状冲头使坯料在断裂前发生了更大的拉伸变形,储存了更多的弹性应变能,坯料在拉伸状态下发生了剪切变形,冲裁力更小,高应力分布的改变降低了冲裁时坯料对冲头侧面的压力,冲断后的坯料发生弹性恢复,可防止冲头回程时坯料抱紧冲头造成的二次磨损。
关键词
冲裁
刃口形状
数值模拟
拉伸变形
模具磨损
Keywords
blanking
blade shape
numerical simulation
stretch deformation
die wear
分类号
TG386 [金属学及工艺—金属压力加工]
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职称材料
题名
低频振动辅助6061铝合金拉伸变形行为
被引量:
1
5
作者
杨程
陈林
衡明
彭迎娇
机构
西安建筑科技大学冶金工程学院
出处
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期33-40,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51874226)
西安市科技局科技创新引导项目(201805033YD11CG17)。
文摘
为获得低频振动下6061铝合金的拉伸变形行为,采用ABAQUS有限元模拟分析和实验验证相结合的方法,对常规拉伸和低频振动辅助拉伸进行分析,用电子万能试验机对铝合金板材进行常规拉伸和不同方案的低频振动辅助拉伸实验。通过对比常规拉伸、间歇振动拉伸和全程振动拉伸3种拉伸方式,得到低频振动对拉伸过程中平均拉伸载荷和材料伸长率的影响,获得激振力和振动能量对拉伸载荷及材料伸长率的影响。结果表明,随着振幅或频率的提高,最大平均流动应力下降明显;一定范围内的激振力和振动能量,使拉伸平均载荷下降,提高了材料的塑性,增加了材料的伸长率。
关键词
低频振动
拉伸应力
拉伸载荷
振动能量
激振力
伸长率
Keywords
low frequency vibration
tensile stress
tensile load
vibration energy
vibration force
elongation
分类号
TG301 [金属学及工艺—金属压力加工]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
表面圆形凹坑微织构对DC53模具钢的摩擦学性能影响
杨程
彭迎娇
刘思琪
陈林
谢晓东
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
不同表面处理下H13钢的高温摩擦磨损行为
杨程
张金虎
彭迎娇
章建军
庄晓伟
王玲
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
7
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职称材料
3
台阶盒形件起皱和开裂改善
杨程
陈林
彭迎娇
王瑞静
谢晓东
《精密成形工程》
北大核心
2022
5
在线阅读
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职称材料
4
冲头刃口形状对冲裁的影响研究
杨程
彭迎娇
陈林
刘思琪
谢晓东
《精密成形工程》
北大核心
2023
4
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职称材料
5
低频振动辅助6061铝合金拉伸变形行为
杨程
陈林
衡明
彭迎娇
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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职称材料
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