Ti_(2)AlNb合金瓦楞板电流辅助辊压成形研究 被引量：3

1

作者 赵杰 陈泽宇 刘钢 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期100-105,共6页

目前采用辊弯-热校形复合工艺制备Ti_(2)AlNb合金瓦楞板存在工艺周期长、能耗高、构件易氧化及易回弹等缺陷的问题,提出了Ti_(2)AlNb合金瓦楞板电流辅助辊压成形工艺,通过有限元数值模拟分析了Ti_(2)AlNb合金瓦楞板成形及电流密度场演... 目前采用辊弯-热校形复合工艺制备Ti_(2)AlNb合金瓦楞板存在工艺周期长、能耗高、构件易氧化及易回弹等缺陷的问题,提出了Ti_(2)AlNb合金瓦楞板电流辅助辊压成形工艺,通过有限元数值模拟分析了Ti_(2)AlNb合金瓦楞板成形及电流密度场演化规律。结果表明,瓦楞板变形主要分布在辊弯成形位置,且辊压前角的应变略高于后角。辊弯成形位置的电流密度与辊轮接触状态相关,在整个成形周期内,其电流密度先增加后减小。电流辅助辊压成形利用电迁移效应可显著抑制瓦楞板的回弹缺陷,瓦楞板的成形角度由125.53°降低为120.07°。 展开更多

关键词 Ti_(2)AlNb合金 瓦楞板 电流辅助 辊压成形

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钛合金热成形工艺形变与组织演变耦合多尺度仿真研究进展 被引量：6

2

作者 刘志强 赵杰 +4 位作者 王克环 武永 吕良星 刘钢 苑世剑 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第22期2678-2690,2698,共14页

讨论了钛合金高温变形晶体塑性有限元模拟的研究进展,并分析了晶体塑性模型在钛合金细观尺度不均匀变形和组织演化方面的应用;围绕钛合金热成形过程变形与组织演变耦合模拟需求,讨论了钛合金高温成形统一黏塑性本构模型的发展过程,并介... 讨论了钛合金高温变形晶体塑性有限元模拟的研究进展,并分析了晶体塑性模型在钛合金细观尺度不均匀变形和组织演化方面的应用;围绕钛合金热成形过程变形与组织演变耦合模拟需求,讨论了钛合金高温成形统一黏塑性本构模型的发展过程,并介绍了统一黏塑性本构模型在钛合金热成形工艺的应用实例。统一黏塑性本构模型考虑了钛合金高温变形过程中回复、再结晶、相变、损伤等组织演变行为与宏观应力应变之间的耦合作用,为实现钛合金构件形状尺寸和组织性能的精确预测和成形工艺优化提供了有效的手段。最后分析了钛合金热成形工艺多尺度建模仍存在的问题,并展望了多尺度建模的发展趋势。 展开更多

关键词 钛合金 多尺度模拟 热成形 晶体塑性模型 统一黏塑性本构模型

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多层金属板拉深成形研究进展 被引量：4

3

作者 周斌军 徐永超 +1 位作者 张志超 胡蓝 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第23期23165-23170,共6页

多层板拉深件由于具备优异的综合力学性能,在航空航天、汽车以及化工等领域得到了广泛的应用,近年来围绕多层板的拉深成形性能及起皱行为开展了较多的研究工作。在拉深成形性能方面重点研究了基本拉深成形工艺参数、组元金属的叠层顺序... 多层板拉深件由于具备优异的综合力学性能,在航空航天、汽车以及化工等领域得到了广泛的应用,近年来围绕多层板的拉深成形性能及起皱行为开展了较多的研究工作。在拉深成形性能方面重点研究了基本拉深成形工艺参数、组元金属的叠层顺序、厚度比等对多层板拉深成形性能的影响,对界面摩擦的影响则鲜有涉及。由于不同组分金属力学性能的差异,加之发生内皱(多指悬空区起皱)区域的材料在拉深成形过程中的空间位置及曲面形状均在不断发生变化,加大了多层板拉深成形起皱机理及控制的研究难度,目前在多层板拉深成形起皱方面主要还是针对外皱展开研究,对复杂曲面零件悬空区起皱机理的研究则相对较少。针对多层板拉深成形性能影响因素的研究表明,将成形性能更好的组元金属置于凸模一侧、增加多层板中成形性能更好的组元金属的厚度比、优化基本的拉深成形工艺参数均能提高多层板的拉深成形性能。针对其起皱机理的相关研究表明,组元金属的强度、变形过程中组元金属之间是否存在相互作用(厚向约束以及变形协调)等是多层板拉深成形发生失稳起皱的主要原因。研究结果为多层板的结构设计以及实际应用提供了理论指导。本文从拉深成形性能和起皱两个方面综述了近年来国内外在多层板拉深成形方面的研究现状及主要存在的问题,在此基础上提出了双层板充液拉深成形方法,通过对相关工艺参数的合理调控,可以消除薄壁曲面件悬空区起皱缺陷,获得合格试件。最后在总结现有研究存在的问题的基础上对多层板拉深成形的未来研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 多层金属板 拉深成形性能 起皱 双层板充液拉深

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非理想材料塑性本构关系的研究现状及发展方向 被引量：15

4

作者 苑世剑 何祝斌 胡卫龙 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1-10,共10页

介绍了金属材料塑性本构关系的研究与应用现状,阐述了塑性本构中屈服方程和塑性位势方程的物理含义及其相互关系,分析了现有塑性本构关系用于工程材料塑性变形分析时存在的主要问题,重点分析了实验数据应用导致的预测误差、屈服方程与... 介绍了金属材料塑性本构关系的研究与应用现状,阐述了塑性本构中屈服方程和塑性位势方程的物理含义及其相互关系,分析了现有塑性本构关系用于工程材料塑性变形分析时存在的主要问题,重点分析了实验数据应用导致的预测误差、屈服方程与塑性位势相关联假设条件所导致的不能同时反映屈服和流动的问题以及数学模型和本构关系基本结构方面存在的问题,讨论了发展非理想材料（各向异性材料、压力敏感材料等）塑性本构关系亟待解决的理论和实验难题,指出了非理想材料塑性本构关系的若干发展方向。突破经典塑性力学的理论体系、建立全新的＂非关联＂各向异性材料塑性本构关系理论体系,需要在理论模型、实验方法、数值仿真及工程应用等环节开展相关研究。 展开更多

关键词 非理想材料 本构关系 屈服准则 塑性位势 各向异性

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高强铝合金复杂曲面件液压成形变形均匀性调控 被引量：9

5

作者 刘伟 胡蓝 +3 位作者 郝永刚 程旺军 姚坤伟 姜超超 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期43-49,共7页

针对高强铝合金复杂曲面件变形不均导致热处理后力学性能和组织不均的问题,采用液体凹模拉深和液体凸模拉深法,研究了压边圈形状、液压加载、预变形工艺对曲面件成形性和变形分布的影响,为提高复杂曲面件的形变和热处理强化效果提供理... 针对高强铝合金复杂曲面件变形不均导致热处理后力学性能和组织不均的问题,采用液体凹模拉深和液体凸模拉深法,研究了压边圈形状、液压加载、预变形工艺对曲面件成形性和变形分布的影响,为提高复杂曲面件的形变和热处理强化效果提供理论指导。研究表明:液体凹模拉深成形对曲面件变形量调控的能力有限,与平面压边圈相比,曲面压边圈可以提高变形均匀性,曲面压边圈有利于提高变形均匀性,但应变平均值均低于7. 0%。液体凸模拉深可以使曲面件应变平均值提高到7. 5%～10. 6%之间,但仅增加正向液压无法提高曲面件的变形均匀性;正反向液压成形采用反向预变形和正向液体凸模拉深工艺可以提高曲面件的变形量,同时提高变形均匀性。 展开更多

关键词 高强铝合金 液压成形 复杂曲面件 变形分布

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Ti_(2)AlNb合金薄壁件成形-热处理过程组织和力学性能预测模型 被引量：3

6

作者 刘钢 刘志强 +1 位作者 王东君 武永 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期150-160,共11页

基于内变量法,建立了Ti_(2)AlNb合金成形-热处理过程组织和力学性能预测模型,通过遗传算法求解出该模型的一系列参数,并进行了实验验证。将该模型应用于有限元模拟,实现了成形-热处理过程的微观组织和力学性能全流程一体化模拟。通过该... 基于内变量法,建立了Ti_(2)AlNb合金成形-热处理过程组织和力学性能预测模型,通过遗传算法求解出该模型的一系列参数,并进行了实验验证。将该模型应用于有限元模拟,实现了成形-热处理过程的微观组织和力学性能全流程一体化模拟。通过该模型对Ti_(2)AlNb合金板材高温自由胀形和管材高温压制进行了模拟,模拟结果与实验结果一致性较好。通过成形-热处理过程组织和性能预测模型可以对构件成形-热处理过程中的变形、微观组织和力学性能进行准确的模拟和预测,指导Ti_(2)AlNb合金薄壁件的成形和热处理工艺的制定。 展开更多

关键词 微观组织 力学性能 热成形 热处理 全流程模拟

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2219铝合金板材搅拌摩擦焊焊接接头局部力学性能研究 被引量：13

7

作者 徐永超 周斌军 聂辉 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期50-54,共5页

2219铝合金拼焊板焊接接头局部微区力学性能差异大,严重影响拼焊板的整体成形性能,为了构建拼焊板的整体成形损伤模型,预测成形破裂缺陷,有必要对搅拌摩擦焊拼焊板焊接接头的局部力学性能进行研究。针对焊接接头不同微区尺寸小,直接测... 2219铝合金拼焊板焊接接头局部微区力学性能差异大,严重影响拼焊板的整体成形性能,为了构建拼焊板的整体成形损伤模型,预测成形破裂缺陷,有必要对搅拌摩擦焊拼焊板焊接接头的局部力学性能进行研究。针对焊接接头不同微区尺寸小,直接测量难度大的问题,提出显微组织分析与DIC测试相结合测试搅拌摩擦焊焊接接头局部力学性能的方法。首先通过微观组织分析与显微硬度测试相结合的方法确定了2219铝合金焊接接头各微区的形状和尺寸;其次通过DIC分析获得了2219铝合金焊接接头各微区在单向拉伸过程中应变变化情况;最后利用幂指数模型进行拟合,建立了拼焊板焊接接头各微区的局部力学性能模型。 展开更多

关键词 2219铝合金 拼焊板 搅拌摩擦焊 焊接接头 局部力学性能

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2219铝合金搅拌摩擦焊板硬化方程的建立与液压成形过程分析 被引量：2

8

作者 程旺军 刘伟 +2 位作者 胡蓝 张志超 徐永超 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期27-32,共6页

针对搅拌摩擦焊板焊缝局部力学性能表征、硬化方程建立及整体液压成形工艺模拟的难题,基于数字图像相关(DIC)技术,获得了2219铝合金搅拌摩擦焊缝不同微区的应力-应变曲线,构建了搅拌摩擦焊板焊缝区及母材的硬化方程。通过液压成形模拟... 针对搅拌摩擦焊板焊缝局部力学性能表征、硬化方程建立及整体液压成形工艺模拟的难题,基于数字图像相关(DIC)技术,获得了2219铝合金搅拌摩擦焊缝不同微区的应力-应变曲线,构建了搅拌摩擦焊板焊缝区及母材的硬化方程。通过液压成形模拟与工艺实验对比,验证了该方程的准确性,在此基础上研究了2219铝合金搅拌摩擦焊板曲面件液压成形工艺和焊缝变形行为。结果表明:固溶处理后FSW焊缝变形主要集中在焊核区和热机影响区,与母材相比,最大变形量分别增加了42.0%和19.0%;半椭球拼焊构件的壁厚减薄区面积与焊缝位置有关,带有偏置焊缝的焊接构件因受到较大的拉应力而更容易发生失效,中心焊缝的应力状态更有利于成形。 展开更多

关键词 2219铝合金 搅拌摩擦焊板 硬化方程 液压成形

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铝合金带筋板柔性多点模渐进压弯成形工艺仿真与实验 被引量：5

9

作者 郝永刚 张志超 +1 位作者 祝全超 刘伟 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期12-17,共6页

针对薄腹高筋壁板构件滚弯或压弯成形存在筋条失稳和开裂等成形难题,提出一种柔性多点模渐进压弯成形新工艺。研究了筋高比、相对弯曲半径和加载方式对柔性多点模渐进压弯成形过程的变形行为、应力应变和缺陷的影响。结果表明,该工艺与... 针对薄腹高筋壁板构件滚弯或压弯成形存在筋条失稳和开裂等成形难题,提出一种柔性多点模渐进压弯成形新工艺。研究了筋高比、相对弯曲半径和加载方式对柔性多点模渐进压弯成形过程的变形行为、应力应变和缺陷的影响。结果表明,该工艺与整体压弯相比,可使最大拉、压应力分别降低34.7%和37.2%,提高了带筋板条的变形稳定性。当最大筋高比为7.5、最小相对弯曲半径为150时,渐进加载方式成形件的最大等效应力为385.5 MPa,减小了3.65%,最大等效应变为2.8%,减小了14.3%,成形力29.9 kN,减小了7.7%,且相比于一次加载方式成形件的应力、应变分布更加均匀,显著提高了带筋板条的变形稳定性。 展开更多

关键词 带筋板 柔性多点模 筋高比 相对弯曲半径 渐进压弯

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挤压温度及路径对Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金等通道角挤压组织及性能影响 被引量：7

10

作者 滕步刚 李丙 +1 位作者 陈冠希 徐文臣 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期28-36,共9页

以Mg-13Gd-4Y-2Zn-0. 6Zr镁合金为研究对象进行等通道转角挤压实验,研究了挤压温度以及挤压路径对Mg-Gd-YZn-Zr镁合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,350℃挤压温度下晶粒未发生明显的细化; 400和450℃挤压温度时形变晶粒晶界处... 以Mg-13Gd-4Y-2Zn-0. 6Zr镁合金为研究对象进行等通道转角挤压实验,研究了挤压温度以及挤压路径对Mg-Gd-YZn-Zr镁合金的微观组织和力学性能的影响。结果表明,350℃挤压温度下晶粒未发生明显的细化; 400和450℃挤压温度时形变晶粒晶界处发生动态再结晶,晶粒发生细化; 500℃挤压温度时晶界已部分熔化,导致晶界弱化。450℃挤压温度下,铸态和均匀态试样经过1p-ECAP挤压后,在粗大形变晶粒晶界先发生动态再结晶,粗大晶粒和动态再结晶晶粒共存形成双峰组织。均匀态试样1p-ECAP挤压后屈服强度和抗拉强度均提高,屈服强度由145. 0 MPa提高到175. 6 MPa,抗拉强度由254. 3 MPa提高到294. 7 MPa。由于存在双峰组织,细小的动态再结晶晶粒和粗大形变晶粒之间在拉伸过程中变形不协调,容易引起应力集中,导致断裂伸长率降低。A路径4p-ECAP挤压后晶粒细化不均匀,挤压试样不同部位的材料性能存在一定差异; BC路径挤压时由于在下一道次挤压时都转动角度,滑移面出现交叉,晶粒细化比较均匀,挤压试样的屈服强度、抗拉强度和伸长率较高。 展开更多

关键词 Mg-Gd-Y-Zn-Zr镁合金 等通道转角挤压 挤压温度 挤压路径 微观组织 力学性能

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Ti_(2)AlNb合金构件全流程模拟及组织-性能预测 被引量：3

11

作者 刘志强 王东君 +1 位作者 祝世强 刘钢 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期1-8,共8页

金属构件的塑性加工不仅需要控制其形状尺寸,还要调控其微观组织和力学性能,以获得满足服役要求的产品。构件成形结束后,常需要通过热处理工艺调控其组织和性能,但由于成形过程中的变形参数影响其热处理前的微观组织,因此,也影响到其热... 金属构件的塑性加工不仅需要控制其形状尺寸,还要调控其微观组织和力学性能,以获得满足服役要求的产品。构件成形结束后,常需要通过热处理工艺调控其组织和性能,但由于成形过程中的变形参数影响其热处理前的微观组织,因此,也影响到其热处理过程的组织演变,进而影响构件的服役性能,导致热处理调控更加复杂。本文基于机器学习的方法,考虑变形参数对热处理的影响,建立了Ti_(2)AlNb合金构件高温成形过程微观组织和力学性能的预测模型,并与有限元模拟软件结合,建立了Ti_(2)AlNb合金构件成形-热处理的全流程模拟方法。本文通过该方法对Ti_(2)AlNb管材高温压制-时效处理工艺进行了全流程的模拟,模拟结果表明变形和热处理参数均会对成形构件的组织和力学性能产生影响。进而通过成形和热处理实验对模拟结果进行了验证,模拟结果与实验结果的一致性较好。说明通过该方法,可以实现构件成形-热处理全流程的模拟和组织-性能预测,可用于指导加工工艺的制定。 展开更多

关键词 组织性能预测 机器学习 Ti_(2)AlNb合金 热成形 全流程模拟

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序

12

作者 苑世剑 《精密成形工程》 2016年第5期5-,共1页

液压成形(Hydroforming)是指利用液体作为传力介质使坯料成形为所需形状零件的一种塑性成形技术。按使用的坯料不同,可以分管材液压成形(Tube Hydroforming)或内高压成形、板料液压成形(Sheet Hydroforming)。从1990年代发展起来的现代... 液压成形(Hydroforming)是指利用液体作为传力介质使坯料成形为所需形状零件的一种塑性成形技术。按使用的坯料不同,可以分管材液压成形(Tube Hydroforming)或内高压成形、板料液压成形(Sheet Hydroforming)。从1990年代发展起来的现代液压成形技术的显著特点表现在两个方面:一是液体介质具有空间任意可达性。可以成形传统刚性模具无法成形的封闭、深腔复杂形状零件;二是液体作为传力介质具有实时可控性。 展开更多

关键词 液压成形 内高压成形 塑性成形技术 液体介质 传力 可达性 复杂形状零件 闭环系统 可控性

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