铝合金变直径管材旋弯渐进成形规律有限元模拟研究 被引量：1

1

作者 高鹏飞 詹梅 +3 位作者 李新顺 陈路林 白丹妮 龚熠莉 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期26-33,共8页

研究设计了一种用于旋弯渐进成形的双辊柔性弯曲模,其可对管材施加较强周向约束,且成形中可自适应转动。相比传统圆弧型单辊弯曲模,新型双辊柔性弯曲模能够有效降低旋弯渐进成形弯曲力,提高成形稳定性,并抑制管材截面畸变。在此基础上,... 研究设计了一种用于旋弯渐进成形的双辊柔性弯曲模,其可对管材施加较强周向约束,且成形中可自适应转动。相比传统圆弧型单辊弯曲模,新型双辊柔性弯曲模能够有效降低旋弯渐进成形弯曲力,提高成形稳定性,并抑制管材截面畸变。在此基础上,建立了铝合金管材旋弯渐进成形-回弹全过程有限元模型,并通过与柔性弯曲成形对比,分析获得了旋弯变形耦合对成形结果的影响规律,发现在旋压基础上引入弯曲工步,会引起一定程度的截面变形和壁厚不均匀现象;在弯曲基础上引入旋压工步,会减小弯曲段截面变形量,增加内外脊线壁厚差异,加剧起皱风险,减小成形后的回弹变形。 展开更多

关键词 变直径弯曲管材 旋弯渐进成形 模具设计 成形规律

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工艺参数对高温合金薄壁异型曲面件旋压成形质量的影响 被引量：8

2

作者 王永娣 高鹏飞 +1 位作者 李宏伟 詹梅 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期73-80,共8页

研究了进给比、芯模转速、旋压温度和坯料直径对GH3128高温合金薄壁异型曲面构件热旋成形质量的影响。结果表明,在给定参数内,随着进给比的增大,壁厚减薄量减小,但起皱程度增大。随着芯模转速的增加,壁厚减薄量增大,但起皱程度减小。随... 研究了进给比、芯模转速、旋压温度和坯料直径对GH3128高温合金薄壁异型曲面构件热旋成形质量的影响。结果表明,在给定参数内,随着进给比的增大,壁厚减薄量减小,但起皱程度增大。随着芯模转速的增加,壁厚减薄量增大,但起皱程度减小。随着旋压温度的升高,壁厚减薄量呈现先增大后减小的趋势,而起皱程度呈现先减小后增大的趋势。随着坯料直径的增大,壁厚减薄量和起皱程度都呈现出逐渐增大的趋势。综上,在给定参数内,进给比、芯模转速和旋压温度3种参数对壁厚减薄量和起皱程度的影响规律均呈现相反的变化趋势,而坯料直径对起皱程度和壁厚减薄量的影响变化趋势一致,因此为了得到较小的壁厚减薄量和起皱程度,进给比、芯模转速和旋压温度应该取参数范围的中间值,而坯料直径可在满足成形要求的前提下取较小值,据此确定了最优的旋压参数组合。 展开更多

关键词 高温合金 薄壁异型曲面件 旋压参数 起皱程度 壁厚减薄量

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金属材料热变形中的塑性流动失稳研究进展 被引量：16

3

作者 姜雪琦 樊晓光 +2 位作者 詹梅 李宏伟 王俐 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期33-51,共19页

塑性流动失稳是金属材料热变形过程中调控微观组织均匀性、提高构件综合力学性能面临的关键基础性问题。对金属材料热变形过程中流动失稳相关的实验和建模方面目前所取得的研究进展进行了综述和分析,指出塑性流动失稳的主要类型有局部... 塑性流动失稳是金属材料热变形过程中调控微观组织均匀性、提高构件综合力学性能面临的关键基础性问题。对金属材料热变形过程中流动失稳相关的实验和建模方面目前所取得的研究进展进行了综述和分析,指出塑性流动失稳的主要类型有局部流动、宏观剪切带和微裂纹,并且分别分析了不同类型失稳的形成机理;对变形温度、应变速率、变形量及变形前的微观组织对不同类型流动失稳的影响规律进行了总结;从理论和应用两方面,对现有的流动失稳预测准则和模型进行了总结和比较。此外,针对金属材料热成形,如何实现复杂加载路径下考虑变形前组织非均质性影响的流动失稳预测将成为今后发展的一个重要方向。 展开更多

关键词 金属材料 热变形 塑性流动失稳 形成机理 预测模型

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钛合金复杂构件等温锻宏微观成形规律与调控研究进展 被引量：13

4

作者 高鹏飞 于超 +1 位作者 雷珍妮 詹梅 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期21-32,共12页

钛合金复杂构件在航空、航天等高端装备领域具有广泛应用,等温锻是实现这类构件成形成性一体化制造的有效手段。然而,钛合金复杂构件等温锻成形是多模具约束、多参数影响下的复杂过程,再加上构件的结构复杂性与钛合金材料的组织敏感性,... 钛合金复杂构件在航空、航天等高端装备领域具有广泛应用,等温锻是实现这类构件成形成性一体化制造的有效手段。然而,钛合金复杂构件等温锻成形是多模具约束、多参数影响下的复杂过程,再加上构件的结构复杂性与钛合金材料的组织敏感性,成形中工件将经历复杂的温度历史和强烈的不均匀变形,可能导致充不满、流线紊乱和折叠等宏观缺陷以及相转变、动态再结晶和球化等复杂的微观组织演化,进而影响构件服役性能,制约了高性能精确成形制造的实现。为此,国内外学者针对钛合金复杂构件等温锻宏微观成形规律与调控开展了大量研究。从钛合金等温锻成形材料流动、宏观缺陷和组织性能演变规律等方面综述了相关研究进展,并总结了本领域研究仍面临的难题与挑战。 展开更多

关键词 钛合金复杂构件 等温锻 宏观缺陷 微观组织演化

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GH4049高温合金热变形中的动态再结晶预测 被引量：4

5

作者 王涛 闵晓楠 +3 位作者 李钊 万志鹏 谭千辉 赵张龙 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期64-71,共8页

以GH4049高温合金在变形温度为1060~1180℃、应变速率为0.1~50 s^-1范围内的等温压缩实验为基础,通过获得的真应力-真应变曲线预测了合金不同热变形条件下的动态再结晶体积分数。基于金属变形过程中的应变硬化、动态回复和动态再结晶软... 以GH4049高温合金在变形温度为1060~1180℃、应变速率为0.1~50 s^-1范围内的等温压缩实验为基础,通过获得的真应力-真应变曲线预测了合金不同热变形条件下的动态再结晶体积分数。基于金属变形过程中的应变硬化、动态回复和动态再结晶软化平衡原理,分析了GH4049高温合金的流变行为,建立了合金热变形过程中动态再结晶临界应变、峰值应变与Zener-Hollomon参数的关系式;通过计算GH4049高温合金不同热变形条件下的动态再结晶体积分数,建立了合金动态再结晶体积分数的Avrami模型,量化预测出GH4049高温合金热变形中的动态再结晶发生比例。动态再结晶体积分数预测值与微观组织实验测试结果一致,证明了GH4049高温合金动态再结晶体积分数预测模型的准确性,可以用于GH4049高温合金工程应用中的动态再结晶预测。 展开更多

关键词 GH4049高温合金 热变形 动态再结晶 流变行为

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蠕变-疲劳交互作用下P91钢变形行为研究进展 被引量：2

6

作者 王家璇 李梦阳 郑泽邦 《热加工工艺》 北大核心 2024年第9期1-7,共7页

P91钢被广泛应用于热电机组的蒸汽管道中。近年来,峰值负荷调节导致了管道部件的蠕变-疲劳相互作用,构件常出现早于预期寿命的失效。针对这一问题,本文综述了P91钢在蠕变-疲劳交互作用下的力学响应、微观组织演化、裂纹萌生扩展规律三... P91钢被广泛应用于热电机组的蒸汽管道中。近年来,峰值负荷调节导致了管道部件的蠕变-疲劳相互作用,构件常出现早于预期寿命的失效。针对这一问题,本文综述了P91钢在蠕变-疲劳交互作用下的力学响应、微观组织演化、裂纹萌生扩展规律三个方面的研究成果与进展。首先通过对比不同条件下蠕变-疲劳加载方式,论述了蠕变-疲劳变形过程中材料的微观组织演化规律。最后,根据载荷保持时间、加载频率、平均应力与应力幅的关系等外部服役条件的不同,阐述了P91钢微裂纹的萌生、扩展行为。 展开更多

关键词 蠕变-疲劳交互作用 P91钢 微观组织演化 裂纹萌生扩展行为

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多晶体材料微观组织三维有限元建模方法 被引量：6

7

作者 李宏伟 孙新新 +1 位作者 詹梅 黄栋 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期6-12,共7页

在总结分析现有多晶体材料微观组织三维有限元建模方法的基础上,提出了一种考虑真实晶粒与晶界形态的三维有限元建模方法,并以IMI834钛合金为例给出了详细的建模过程。通过连续切片方法与图像数值化方法构建了钛合金真实组织的三维有限... 在总结分析现有多晶体材料微观组织三维有限元建模方法的基础上,提出了一种考虑真实晶粒与晶界形态的三维有限元建模方法,并以IMI834钛合金为例给出了详细的建模过程。通过连续切片方法与图像数值化方法构建了钛合金真实组织的三维有限元模型,并基于共用结点识别法生成了具有一定几何厚度的晶界单元,进而实现了IMI834钛合金真实组织及晶界形貌的高效表达。对获得的三维有限元模型赋予真实的晶粒取向,并通过施加边界条件实现了多晶体材料变形的仿真预测。可以发现,该多晶体材料微观组织三维有限元建模方法在模拟预测多晶体材料不均匀变形以及晶界损伤等方面具有适用性。 展开更多

关键词 塑性成形 多晶体材料 晶界 微观组织 多尺度建模

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脉冲电流作用下GH4738合金不均匀变形组织的均匀化机理与规律 被引量：1

8

作者 李宏伟 向治宇 +3 位作者 张昕 刘雪艳 高佳 邵光大 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期102-110,共9页

针对经历不均匀变形的高温合金构件会产生不均匀的组织分布,影响其整体力学性能,且通过热处理难以消除的问题,采用脉冲电流处理,利用其局部焦耳热效应,促进微观组织的均匀化。为了解脉冲电流作用下高温合金微观组织均匀化的机理,采用模... 针对经历不均匀变形的高温合金构件会产生不均匀的组织分布,影响其整体力学性能,且通过热处理难以消除的问题,采用脉冲电流处理,利用其局部焦耳热效应,促进微观组织的均匀化。为了解脉冲电流作用下高温合金微观组织均匀化的机理,采用模拟和试验相结合的方法,研究了脉冲电流的热效应与非热效应对高温合金不均匀变形微观组织均匀化过程的影响,获得了电流密度、通电时间对再结晶体积分数、平均晶粒尺寸及微观组织不均匀度的影响规律。结果表明,脉冲电流处理后,观察到大变形区组织发生“回复-再结晶-晶粒长大”演化,而小变形区仅发生轻微晶粒粗化,在适当的脉冲电流加载下获得了大、小变形区晶粒尺寸及形貌一致的均匀组织。 展开更多

关键词 高温合金 脉冲电流 微观组织均匀化 局部焦耳热效应

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基于二维离散位错动力学的塑性变形研究进展 被引量：4

9

作者 郑泽邦 旷野 詹梅 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期13-20,共8页

二维离散位错动力学模型是研究微观尺度复杂载荷条件下材料的塑性变形行为的有效手段之一,在现有模型结构基础上,对离散位错动力学方法的3个重要进展进行了综述。首先介绍了二维离散位错动力学基于叠加法原理的算法框架,各向异性弹性场... 二维离散位错动力学模型是研究微观尺度复杂载荷条件下材料的塑性变形行为的有效手段之一,在现有模型结构基础上,对离散位错动力学方法的3个重要进展进行了综述。首先介绍了二维离散位错动力学基于叠加法原理的算法框架,各向异性弹性场的引入有效扩展了离散位错动力学模型在多晶多相材料中的应用。其次系统论述了模型中与率敏感性相关的位错运动机制,通过引入位错在热激活效应下通过钉扎障碍的运动机制,实现了对低应变速率区间的率敏感性的预测。最后,对位错与界面相互作用进行了探讨,并结合模型计算方法的发展和在实际问题中的应用进行分析,以期为金属塑性变形机理的研究提供理论参考。 展开更多

关键词 离散位错动力学 叠加法原理 热激活 率敏感性 尺寸效应

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工艺参数对GH4586高温合金微观组织的影响 被引量：3

10

作者 王凯 苗金武 +1 位作者 陈科 罗皎 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期72-78,共7页

通过等温热压缩试验及变形后固溶热处理试验,研究了变形温度、应变速率、应变、固溶温度及固溶时间对GH4586高温合金微观组织的影响。结果表明:γ相再结晶程度随着变形温度和应变的增大逐渐增大,随着应变速率的增加先降低后增大;γ相晶... 通过等温热压缩试验及变形后固溶热处理试验,研究了变形温度、应变速率、应变、固溶温度及固溶时间对GH4586高温合金微观组织的影响。结果表明:γ相再结晶程度随着变形温度和应变的增大逐渐增大,随着应变速率的增加先降低后增大;γ相晶粒尺寸随着变形温度的升高逐渐减小,随着应变速率的增大先减小后增大,随着应变的增大先减小后趋于稳定;γ相再结晶程度及晶粒尺寸随着固溶温度的升高和固溶时间的延长显著增加。GH4586高温合金最佳热变形工艺参数为:变形温度为1060~1080℃、应变速率为0.01~0.1 s^-1。在该工艺参数范围内所得组织为均匀细小的等轴组织。 展开更多

关键词 GH4586高温合金 微观组织 工艺参数 固溶热处理

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基于DMR的钛合金片层组织热变形应变局部化仿真建模研究

11

作者 张健 李宏伟 +1 位作者 孙新新 詹梅 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期52-56,共5页

采用DMR技术建立了基于钛合金片层组织的晶体塑性有限元模型并用于研究钛合金片层组织热加工过程中应变局部化。该模型主要包括片层组织的高保真提取、高温β母相的晶体取向重构以及滑移系的初始滑移抗力的各向异性。通过该模型研究了... 采用DMR技术建立了基于钛合金片层组织的晶体塑性有限元模型并用于研究钛合金片层组织热加工过程中应变局部化。该模型主要包括片层组织的高保真提取、高温β母相的晶体取向重构以及滑移系的初始滑移抗力的各向异性。通过该模型研究了应变局部化在热拉伸过程中的演化以及对片层组织的影响,并分析了α相和β相滑移系的局部施密特因子演化规律,进而探究了应变局部化的形成机制。研究发现:应变局部化带在β母相中产生,方向为片层集束方向。随着工程应变的增加,多个局部化带相互连接,最终贯穿整个β相。应变局部化演化的物理机制是:高温β母相的应变局部化引起相邻α相的硬滑移系开动,进而引起应力集中在α相中。α相的应力集中也会导致β相应变局部化进一步增强。 展开更多

关键词 钛合金 片层组织 晶体塑性有限元模型 应变局部化

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卷焊筒流动旋压焊缝偏转预测研究

12

作者 詹梅 李明 +3 位作者 高鹏飞 马鹏宇 邢路 马飞 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1-5,共5页

采用数值模拟与实验结合的方法,对卷焊筒流动旋压的焊缝偏转进行了研究。首先,建立了考虑焊缝与母材力学性能差异的卷焊筒流动旋压三维弹塑性有限元模型,并用旋压实验验证了有限元模型的可靠性。模拟与实验结果表明,焊缝偏转后轨迹近似... 采用数值模拟与实验结合的方法,对卷焊筒流动旋压的焊缝偏转进行了研究。首先,建立了考虑焊缝与母材力学性能差异的卷焊筒流动旋压三维弹塑性有限元模型,并用旋压实验验证了有限元模型的可靠性。模拟与实验结果表明,焊缝偏转后轨迹近似为圆柱螺旋线,可用螺旋角表征其偏转程度。然后,结合maximin拉丁方实验方法设计了均匀实验,再结合回归分析建立了成形参数(减薄率、旋轮进给比、旋轮工作角和圆角半径)与焊缝偏转程度的定量关系,实现了不同成形参数下焊缝偏转程度的预测,预测结果与实验结果吻合良好。 展开更多

关键词 卷焊筒 流动旋压 有限元建模 焊缝偏转 预测模型

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面向梯度温度场的钛合金盘坯加热试验研究

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作者 陈斌 李宏伟 +1 位作者 何晶 詹梅 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期57-63,共7页

面向梯度温度场设计了局部热保护的钛合金盘坯缩比件加热实验方案,并通过试样边缘、过渡区和中心的温差确定温度梯度的变化。对比研究了到温加热与随炉加热两种加热方式,发现到温加热方式可获得更明显的温度梯度。此外,分析了影响钛合... 面向梯度温度场设计了局部热保护的钛合金盘坯缩比件加热实验方案,并通过试样边缘、过渡区和中心的温差确定温度梯度的变化。对比研究了到温加热与随炉加热两种加热方式,发现到温加热方式可获得更明显的温度梯度。此外,分析了影响钛合金盘坯温度梯度分布的显著工艺参数。当几何因素一定即试样的尺寸和形状不变时,到温加热温度对试样边缘和中心的温差有着显著影响,到温加热温度越高,温度梯度越明显。发现试样尺寸越大,试样温度梯度越大。随着换热面积增大、环境温度升高和环境与试样温差的增大,对流换热系数减小。 展开更多

关键词 钛合金盘坯 梯度温度场 加热方式 对流换热系数 局部热保护

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