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超声能场对TC4合金弯曲回弹行为的影响
1
作者
卢雅悦
温东旭
+3 位作者
宁梦涛
高萌
黄亮
李建军
《塑性工程学报》
北大核心
2025年第8期69-77,共9页
结合弯曲成形工艺实验和有限元模拟方法,系统研究了常温条件下不同超声工艺参数(超声频率、超声振幅)对成形板件弯曲回弹行为的影响。结果表明,施加超声能场后,成形板件的应力大幅降低,应力分布变化显著,弯曲回弹量随之减小。随着超声...
结合弯曲成形工艺实验和有限元模拟方法,系统研究了常温条件下不同超声工艺参数(超声频率、超声振幅)对成形板件弯曲回弹行为的影响。结果表明,施加超声能场后,成形板件的应力大幅降低,应力分布变化显著,弯曲回弹量随之减小。随着超声频率和超声振幅的增加,成形板件圆角接触段和弯曲段的应力均值和峰值均大幅下降,圆角接触段的应力波动趋于平稳。在超声条件为40 kHz-10μm时,圆角接触段和弯曲段的应力均值分别为411.85和350.50 MPa,与无超声相比,降幅分别高达61.95%和40.46%。这是由于超声能场可有效激活TC4合金的滑移系,促进位错运动,从而导致流变软化,降低成形载荷。同时,超声频率、超声振幅与成形板件的弯曲回弹量呈负相关,成形板件的回弹量从无超声时的76.05%降低至62.34%。因此,在TC4合金弯曲成形中施加超声能场辅助有助于降低材料流变应力,并有效抑制弯曲回弹,从而提高板件成形质量。
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关键词
TC4合金
超声能场
有限元模拟
回弹
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职称材料
考虑损伤影响的TC4钛合金改进型热加工图
2
作者
温东旭
熊萍萍
+3 位作者
张猛
高萌
黄亮
李建军
《塑性工程学报》
北大核心
2025年第4期141-151,共11页
在TC4钛合金常见成形工艺参数条件(变形温度780~900°C和应变速率0.001~1 s^(-1))下开展高温拉伸试验,分析了成形工艺参数和应变速率敏感性指数对TC4钛合金高温流变行为的影响,分别建立了经典热加工图和考虑损伤影响的改进型热加工...
在TC4钛合金常见成形工艺参数条件(变形温度780~900°C和应变速率0.001~1 s^(-1))下开展高温拉伸试验,分析了成形工艺参数和应变速率敏感性指数对TC4钛合金高温流变行为的影响,分别建立了经典热加工图和考虑损伤影响的改进型热加工图。结果表明:随着变形温度的降低和应变速率的升高,流变应力逐渐升高。流变应力的降低是由流变软化和塑性损伤的共同作用导致的,主要机制包括β相的动态回复和动态再结晶,α→β相转变和损伤累积导致的空洞萌生。高应变速率敏感性指数(m>0.2)主要集中在低应变速率区间(0.001~0.05 s^(-1)),这是由于在低应变速率条件下,TC4钛合金动态回复和动态再结晶行为发展较为充分,具备较好的颈缩扩散和转移能力,对应的材料断裂伸长率也较高。基于改进型热加工图,获得的流变失稳区对应的成形参数范围为变形温度780~900℃,应变速率0.1~1 s^(-1),流变失稳区范围比经典热加工图模型更大,并与高温高应变速率条件下的塑性损伤现象相吻合,表明改进型热加工图模型确定的变形安全区成形参数范围更为准确。最终,TC4钛合金的最佳成形工艺参数范围:区间I为变形温度780~810℃和应变速率0.001~0.02 s^(-1);区间II为变形温度810~900℃和应变速率0.006~0.1 s^(-1)。
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关键词
TC4钛合金
热加工图
拉伸变形
塑性损伤
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职称材料
钛合金超声振动辅助弯曲成形的有限元分析及成形装置关键部件的强度校核
被引量：
2
3
作者
何东芳
温东旭
+1 位作者
吴和保
李建军
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期3907-3914,共8页
在金属材料塑性成形过程中,超声振动能够有效降低材料成形力,提高成形性能,在钛合金这类难加工材料的成形制造中有着广阔应用前景。为了探究超声振动对钛合金塑性成形的影响,设计一套超声振动辅助成形装置来进行钛合金成形试验。为验证...
在金属材料塑性成形过程中,超声振动能够有效降低材料成形力,提高成形性能,在钛合金这类难加工材料的成形制造中有着广阔应用前景。为了探究超声振动对钛合金塑性成形的影响,设计一套超声振动辅助成形装置来进行钛合金成形试验。为验证装置设计是否能够满足材料成形试验的要求,需要进行强度校核。本研究以其关键部件即装置支架为研究对象,采用有限元仿真软件ABAQUS对钛合金板V形弯曲成形过程进行分析,得到典型工作状态下弯曲力和凸模位移之间的关系以及设备的最大工作载荷,进而对装置支架进行静力学分析,得到装置支架在加载状态下的应力分布和整体变形情况。研究结果表明:装置支架的整体设计能满足超声振动辅助成形试验的强度和刚度需求。
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关键词
超声振动辅助成形
有限元分析
强度校核
钛合金
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职称材料
题名
超声能场对TC4合金弯曲回弹行为的影响
1
作者
卢雅悦
温东旭
宁梦涛
高萌
黄亮
李建军
机构
华中
科技
大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术全国重点实验室
绵阳大器科技有限公司
湖北黄石模具产业技术研究院
出处
《塑性工程学报》
北大核心
2025年第8期69-77,共9页
基金
国家自然科学基金:资助项目(52075197)
湖北省自然科学基金:资助项目(2023AFB639)。
文摘
结合弯曲成形工艺实验和有限元模拟方法,系统研究了常温条件下不同超声工艺参数(超声频率、超声振幅)对成形板件弯曲回弹行为的影响。结果表明,施加超声能场后,成形板件的应力大幅降低,应力分布变化显著,弯曲回弹量随之减小。随着超声频率和超声振幅的增加,成形板件圆角接触段和弯曲段的应力均值和峰值均大幅下降,圆角接触段的应力波动趋于平稳。在超声条件为40 kHz-10μm时,圆角接触段和弯曲段的应力均值分别为411.85和350.50 MPa,与无超声相比,降幅分别高达61.95%和40.46%。这是由于超声能场可有效激活TC4合金的滑移系,促进位错运动,从而导致流变软化,降低成形载荷。同时,超声频率、超声振幅与成形板件的弯曲回弹量呈负相关,成形板件的回弹量从无超声时的76.05%降低至62.34%。因此,在TC4合金弯曲成形中施加超声能场辅助有助于降低材料流变应力,并有效抑制弯曲回弹,从而提高板件成形质量。
关键词
TC4合金
超声能场
有限元模拟
回弹
Keywords
TC4 alloy
ultrasonic energy field
finite element simulation
springback
分类号
TG301 [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
考虑损伤影响的TC4钛合金改进型热加工图
2
作者
温东旭
熊萍萍
张猛
高萌
黄亮
李建军
机构
华中
科技
大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术全国重点实验室
绵阳大器科技有限公司
中国船舶集团
有限公司
第七二五研究所
湖北黄石模具产业技术研究院
出处
《塑性工程学报》
北大核心
2025年第4期141-151,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(52075197)
湖北省自然科学基金资助项目(2023AFB639)。
文摘
在TC4钛合金常见成形工艺参数条件(变形温度780~900°C和应变速率0.001~1 s^(-1))下开展高温拉伸试验,分析了成形工艺参数和应变速率敏感性指数对TC4钛合金高温流变行为的影响,分别建立了经典热加工图和考虑损伤影响的改进型热加工图。结果表明:随着变形温度的降低和应变速率的升高,流变应力逐渐升高。流变应力的降低是由流变软化和塑性损伤的共同作用导致的,主要机制包括β相的动态回复和动态再结晶,α→β相转变和损伤累积导致的空洞萌生。高应变速率敏感性指数(m>0.2)主要集中在低应变速率区间(0.001~0.05 s^(-1)),这是由于在低应变速率条件下,TC4钛合金动态回复和动态再结晶行为发展较为充分,具备较好的颈缩扩散和转移能力,对应的材料断裂伸长率也较高。基于改进型热加工图,获得的流变失稳区对应的成形参数范围为变形温度780~900℃,应变速率0.1~1 s^(-1),流变失稳区范围比经典热加工图模型更大,并与高温高应变速率条件下的塑性损伤现象相吻合,表明改进型热加工图模型确定的变形安全区成形参数范围更为准确。最终,TC4钛合金的最佳成形工艺参数范围:区间I为变形温度780~810℃和应变速率0.001~0.02 s^(-1);区间II为变形温度810~900℃和应变速率0.006~0.1 s^(-1)。
关键词
TC4钛合金
热加工图
拉伸变形
塑性损伤
Keywords
TC4 titanium alloy
hot processing map
tensile deformation
plastic damage
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
钛合金超声振动辅助弯曲成形的有限元分析及成形装置关键部件的强度校核
被引量：
2
3
作者
何东芳
温东旭
吴和保
李建军
机构
材料成形与模具技术国家重点实验室
武汉工程大学机电工程学院
绵阳大器科技有限公司
湖北黄石模具产业技术研究院
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期3907-3914,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(52075197)
湖北省自然科学基金资助项目(2023AFB639)
中央高校基本科研业务费资助项目(2019kfy XJJS001)。
文摘
在金属材料塑性成形过程中,超声振动能够有效降低材料成形力,提高成形性能,在钛合金这类难加工材料的成形制造中有着广阔应用前景。为了探究超声振动对钛合金塑性成形的影响,设计一套超声振动辅助成形装置来进行钛合金成形试验。为验证装置设计是否能够满足材料成形试验的要求,需要进行强度校核。本研究以其关键部件即装置支架为研究对象,采用有限元仿真软件ABAQUS对钛合金板V形弯曲成形过程进行分析,得到典型工作状态下弯曲力和凸模位移之间的关系以及设备的最大工作载荷,进而对装置支架进行静力学分析,得到装置支架在加载状态下的应力分布和整体变形情况。研究结果表明:装置支架的整体设计能满足超声振动辅助成形试验的强度和刚度需求。
关键词
超声振动辅助成形
有限元分析
强度校核
钛合金
Keywords
ultrasonic vibration-assisted forming
finite element analysis
strength calibration
titanium alloy
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
超声能场对TC4合金弯曲回弹行为的影响
卢雅悦
温东旭
宁梦涛
高萌
黄亮
李建军
《塑性工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
考虑损伤影响的TC4钛合金改进型热加工图
温东旭
熊萍萍
张猛
高萌
黄亮
李建军
《塑性工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
钛合金超声振动辅助弯曲成形的有限元分析及成形装置关键部件的强度校核
何东芳
温东旭
吴和保
李建军
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
在线阅读
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职称材料
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