高强钢辊弯成形过程中成形力的影响因素研究

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目的探究辊弯成形过程中各工艺参数(板材厚度、弯曲角度以及总弯曲角度)对成形力的影响。方法研究“日”字形截面的辊弯过程,利用ABAQUS有限元软件(FEA),建模分析辊弯成形过程中成形力大小的影响机制,避免实际生产中采集数据的复杂性以及困难性。为了避免各因素之间相互影响,采用单一变量实验法进行实验,根据不同板厚(1.5,2.0,2.5 mm)和弯曲角度(5°,10°,15°,30°)分别建立辊弯成形有限元模型,使板材从0°弯曲到90°,形成“日”字形截面,模拟计算后采集轧辊的成形力。结果通过模拟结果与实际测
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目的研究不同工艺参数下碳纤维-铝合金电磁铆接接头的力学性能。方法利用电磁铆接技术对直径为Ф5 mm的2A10铝合金铆钉、厚度为2.0 mm的T300碳纤维复合材料和1.8 mm的5182铝合金板料进行铆接,借助金相显微镜和万能试验机对接头的微观形貌和力学性能进行观察和测试。结果随着电磁铆接放电能量的增加,铆钉镦头高度逐渐减小,直径逐渐增大。具体地,当放电能量从4.0 kJ增加至5.5 kJ时,H/H0(镦头高度/外伸量)从0.36减小至0.17,而D/D0(镦头直径/铆钉直径)从1.
目的探索镁合金中常用合金化元素Al,Zn对挤压Mg-1Mn合金的晶粒组织和力学性能的影响,为含Mn合金的成分设计及商业化应用提供理论支撑。方法在280℃下,对Mg-1Mn,Mg-1Mn-1Al和Mg-1Mn-2Zn合金进行热挤压,制备镁合金棒材,采用拉伸测试分析力学性能,利用电子背散射衍射技术观察晶粒组织,并通过粘塑性自洽模型研究塑性变形机制。结果在3种合金中,Mg-1Mn-1Al的晶粒最为细小,平均晶粒尺寸为1.3μm,屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率分别为309 MPa,313 MPa和19.5%。结论
目的研究异形孔电磁翻边成形规律及不同预制孔尺寸对翻边质量的影响。方法基于电磁成形平台实现椭圆孔电磁翻边试验,建立三维电磁成形仿真模型对3种预制孔的翻边过程进行模拟。通过显微硬度值、翻边轮廓、翻边高度及端部厚度等指标分析异形孔电磁翻边规律。结果3种预制孔的翻边高度均表现为从长轴到短轴不断增大,随着预置高度从15 mm降到10 mm,长短轴两处的翻边高度差由2 mm下降至0.75 mm,且翻边零件与模具贴合效果逐渐变好。结论电磁翻边件在长、短轴处的变形存在着明显差异;基于中性层不变原理的预制孔公式,在侧壁与模
目的提高铝合金塑性成形性能,解决高速成形贴模缺陷。方法设计一种两步高速拉伸试样,在液压式伺服高速拉伸机上开展2次拉伸实验,并采用非接触式光学测量技术(Digital image correlation,DIC)测量全场应变,利用数值模型确定拉伸速度,获得期望的预拉伸应变率和应变。将单次高速拉伸性能与2次不同应变率和预应变下的高速拉伸性能进行对比。结果铝合金材料在2次高速拉伸下的性能明显好于单次拉伸,抗拉强度增加了10%,断裂应变增加了14.5%。结论设计的试样能满足2次高速拉伸的要求,试样预拉伸区域的尺寸
目的针对铆接过程中铆钉钉杆发生镦粗变形,其变形的均匀性影响连接接头力学性能的问题,提出一种钉杆带有锥度的变径铆钉,以改善钉杆变形的均匀性。方法基于三维有限元仿真方法,对准静态铆接过程进行仿真,获取锥形与常规半圆头铆钉在铆接后钉杆变形情况,同时对比分析板材残余应力变化情况。最后建立由钉杆变形均匀度与铆钉尺寸以及镦头高度组成的灰色系统,并通过对该系统进行关联度计算分析,确定铆钉尺寸及镦头高度对均匀度的影响。结果锥形铆钉铆接后钉杆均匀性优于常规铆钉。使用不同铆钉进行铆接,板材残余应力有着相同变化趋势。铆钉尺寸、
目的研究5052铝合金板胶接-磁脉冲焊接复合接头的抗腐蚀性能和腐蚀路径。方法以AA5052铝合金板为研究对象,选用胶接-磁脉冲焊接复合工艺进行连接,并在35℃、质量分数为5%的氯化钠溶液中对样件进行中性盐雾腐蚀试验6~18 d,之后对接头的剪切性能进行测试,再结合SEM对接头的腐蚀路径进行分析。结果在中性盐雾腐蚀试验中,腐蚀时间增加,磁脉冲点焊接头和胶焊复合接头的质量损失率均增大,峰值载荷下降,且腐蚀6~12 d阶段内质量损失率和性能衰退均放缓。经过18 d的盐雾腐蚀后,胶焊复合接头的峰值载荷下降了6.4
目的获得多喷嘴风冷过程的界面换热系数,并研究风冷工艺参数对界面换热的影响规律。方法基于Fluent软件对三喷嘴强制风冷传热过程进行“气-固”耦合分析,获得高压气流的流速场和钢板表面温度场。基于“气-固”耦合分析得到钢板表面平均温度曲线,利用自开发的反传热软件计算得到“气-固”耦合界面换热系数,并将界面换热系数以第三类边界条件施加在钢板表面进行瞬态传热分析。结果对于直径为4 mm的喷嘴,当喷嘴间距为10~16 mm时,喷嘴间距对高压气体的流速场影响较大,气流的卷吸效应随着喷嘴距离的增大而增强;喷嘴间距对界面
目的为了准确地设计带内台阶的薄壁细长轴类零件的旋转锻造用管坯,研究缩径过程中金属材料的流动规律。方法针对薄壁细长轴内台阶孔,采用有限元模拟与实验验证相结合的方法,研究管坯旋转锻造过程中,毛坯外径/内径之比、模具入角和摩擦条件对缩径过程金属流动的影响规律。结果管料外径和内径之比越大,金属的厚向应变越小;摩擦因数越大,金属的厚向应变越大;模具入角越大,金属的厚向应变越小。结论实验和模拟结果获得的规律基本一致,有效验证了模拟结果的正确性。
金属的组织和结构直接影响了其使用性能,为满足复杂服役环境对材料力学性能和表面性能的特殊需求,近年来金属表面机械处理技术快速发展,并得到了广泛利用。主要综述了表面机械压入式梯度变形、表面碾磨式梯度变形、表面滚压式梯度变形和表面组合式梯度变形工艺等典型金属表面机械处理技术。总结了各种具体工艺方法,及其得到的金属微观结构特点和性能变化,最后展望了金属表面机械处理技术的发展趋势,未来该技术的发展应面向大规模、产业化的生产应用,进一步研究多因素共同作用下的金属晶粒细化机制,实现大尺寸、内部微观结构可控的纳米材料的高
目的研究AA5052铝合金薄板在高速冲击载荷下的磁脉冲胶焊复合接头的动态力学性能,探究不同载荷速率对该胶焊复合接头力学和失效行为的影响规律。方法利用磁脉冲焊接系统成功制备了胶焊复合连接试件。采用万能拉伸试验机、高速拉伸试验系统,结合全场应变测量系统,获得胶焊复合接头的力学性能规律,以及渐进失效过程和搭接区应变变化。通过扫描电镜观察焊缝断口,对其显微形貌进行表征。结果当剪切速率从2 mm/min提升到10 m/s时,接头的峰值载荷从6086.5 N增大到6592.5 N,吸收的能量从41.1 J增大到96.