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差厚拼焊管内高压成形焊缝移动规律

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2008.01.007

为揭示差厚拼焊管内高压成形中的焊缝移动规律,采用有限元数值模拟分析了焊缝移动随内压的变化规律,研究了厚度比、长度比、摩擦系数和硬化指数等因素对焊缝移动的影响.研究表明:差厚拼焊管内高压成形存在焊缝移动,并导致薄管靠近焊缝处出现减薄峰值;焊缝移动随厚度比和长度比的增大而增大,随摩擦系数和硬化指数的增大而减小;减小焊缝移动的合理拼焊管结构为厚度比小于2.0,长度比小于3.5.

关键词: 拼焊管 , 焊缝移动 , 内高压成形 , 轻量化

基于二次多项式新本构模型的铝合金搅拌摩擦焊板材成形极限研究

初冠南 , 林艳丽 , 宋伟宁 , 张林

金属学报 doi:10.11900/0412.1961.2016.00178

针对铝合金焊缝性能低于母材、现有成形极限分析方法不适宜分析铝合金搅拌摩擦焊板材成形极限的现状,提出了一种基于二次多项式新本构模型的铝合金拼焊板成形极限理论模型。核心思想为利用材料自身的性能差异替代经典M-K理论模型的沟槽假设。针对铝合金硬化指数低、幂指数回归精度差的问题,将二次多项式新本构模型应用于M-K理论模型,最终建立了适合于铝合金搅拌摩擦焊拼焊板的成形极限理论预测模型。对铝合金搅拌摩擦焊板材进行了成形极限实验,并通过XJTUDIC三维数字散斑应变变形测量系统实时测量变形过程中的应变值,得到了铝合金搅拌摩擦焊拼焊板的实验成形极限图。最后对实验结果和理论分析结果进行了对比。相比传统的幂指数本构模型,二次多项式对应力-应变曲线的回归,无论在初试屈服阶段或后期变形阶段均有很好的吻合精度。幂指数最大拟合误差超过12%,而二次多项式的拟合误差小于1%,二次多项式回归模型能很好地拟合铝合金搅拌摩擦焊接接头的应力-应变关系;采用二次多项式本构关系的理论模型能很好地预测铝合金搅拌摩擦焊板材的成形极限,第一主应变的预测误差小于0.01;而幂指数理论模型则导致平面应变状态下的极限应变预测结果明显不准,在相同应变路径下第一主应变的预测误差达0.14。

关键词: 铝合金 , 搅拌摩擦焊 , 成形极限 , 应力-应变曲线 , M-K模型

盘类锻件成形过程变形模式的模块化分析

李峰 , 林俊峰 , 初冠南

材料科学与工艺

针对塑性体积成形过程复杂且金属流动行为难于分析的现状,从塑性加工力学角度,首次将复杂盘类锻件模锻成形过程的不同阶段和区域抽象分解为圆柱压缩、圆环压缩和类挤压3个基本变形模式,使盘类锻件模锻问题的分析模块化.抽象构造出三维复杂构件模型,针对模锻成形过程的不同阶段和区域,利用基本变形模式的成形规律对其进行深入分析,给出了耦合成形过程中金属变形及流动的规律,及不同模腔内金属流动分界面的形状和塑性区的分布特征.通过深入分析不同变形模式及互相耦合流动行为,揭示了盘类构件模锻成形过程中金属的变形流动规律,为盘类锻件精确塑性成形的变形流动控制提供理论据.

关键词: 盘类锻件 , 变形模式 , 耦合 , 模块化

凹模转动挤压成形过程的有限元分析

李峰 , 张鑫龙 , 初冠南

材料科学与工艺

降低能耗及提高制品性能是当前挤压加工技术领域的一个共性问题,采用数值模拟方法对转模挤压成形过程进行研究,结果表明：随着凹模转速的增加,塑性区范围显著地扩大,转速由0增加到0.314 rad/s时,挤出速度均值增大了1.5倍,成形载荷极值降幅达40%;当挤压速度由0.157 mm/s增大至0.628 mm/s时,挤压载荷峰值增大了38.6%,挤出速度均值增大了1倍.当其他条件不变时,应综合考虑挤压速度及凹模转速之间数值的合理匹配关系.

关键词: 凹模转动 , 挤压 , 降低能耗 , 挤出速度均值

差厚拼焊管内高压胀形塑性变形规律

初冠南 , 刘钢 , 苑世剑

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.12.013

为揭示差厚拼焊管内高压胀形的变形规律,采用有限元数值模拟和实验并结合力学分析,研究了差厚拼焊管胀形时薄壁管、厚壁管的变形差异,及塑性区的发生、发展过程和促进变形协调的力学和几何因素,分析了差厚变形条件下薄壁管、厚壁管的应力、应变发展历史.结果表明:差厚拼焊管内高压胀形时,厚壁管的变形始终落后于薄肇管.薄壁管中部最先屈服,塑性区自中部向两端逐渐扩展,厚壁管靠近焊缝端先屈服,随着内压升高塑性区逐渐扩展到另一端.变形强化和长度比增大可促进两管协调变形·无论长度比如何变化,整个变形过程中薄壁管轴向应变始终为拉应变,厚壁管轴向始终为压应变.

关键词: 拼焊管 , 差厚 , 塑性变形 , 内高压胀形 , 轻量化

带冠涡轮不同维耦合数值模拟研究

王鹏 , 邹正平 , 邵飞 , 刘火星

工程热物理学报

不同维耦合数值模拟对带冠涡轮的设计评估具有重要意义,能够兼顾计算效率和计算精度进而缩短工程设计周期.本文建立了考虑质量、动量、能量等关键特征且能够预测泄漏流的二维分布特征的叶冠流动低维模型,并对进口腔流动进行了针对模化.基于该模型开展了带冠涡轮多维耦合计算研究,对提出的模型和方法进行了校验.结果表明发展的叶冠模型及在其基础上的多维耦合计算方法能够对带冠涡轮流场和性能进行合理的预测.

关键词: 复杂流动系统 , 多维耦合 , 维数缩放 , 带冠涡轮 , 低维模型

镍铬合金烤瓷冠拆除件的腐蚀研究

李志革 , 樊灿灿 , 冯志远 , 刘斌

腐蚀学报（英文）

收集了临床中拆除的镍铬合金烤瓷冠,按佩戴年限分为1年组、2年组、34年组、5～9年组、10年以上组,并设立对照组.采用接触角仪测定各组试样的接触角,利用电化学工作站测试电化学腐蚀曲线,应用扫描电镜观察试样表面腐蚀形貌,并进行统计学分析.结果表明,1年组试样腐蚀电位及腐蚀电流密度相对较小,2年组试样腐蚀电位和腐蚀电流密度增加并显著高于其它组,3～5年组、5～10年组、10年以上组试样腐蚀电位及腐蚀电流密度相对2年组逐渐减小,这种变化趋势与接触角测试结果一致.随佩戴年限的增加,镍铬烤瓷内冠的腐蚀程度越来越严重,即镍铬合金烤瓷冠在口腔内存在腐蚀,且佩戴2年左右时腐蚀速度最快,腐蚀程度随年限增加累积.因此,口腔临床中应采取积极的措施预防镍铬合金烤瓷冠的早期腐蚀.

关键词: 镍铬合金 , 烤瓷冠 , 电化学腐蚀 , 扫描电镜

冠脉支架膨胀过程的有限元模拟

王佳玲 , 陈华予 , 陈曦 , 谢冀江

材料导报

在研究确定了冠脉支架的几何模型、有限元模型、材料模型、边界条件、求解控制的基础上,利用有限元法对冠脉支架的膨胀过程进行了模拟分析,并对分析结果进行了实验验证.结果表明,利用有限元法建立的力学模型可以在不考虑球囊和血管作用的情况下,较好地模拟和分析冠脉支架的实际膨胀过程.通过该方法设计制造的冠脉支架长度缩短率和狗骨头率分别达到1.31%和3.66%,与有限元分析结果吻合良好.该方法可为新型结构冠脉支架的优化设计提供依据.

关键词: 冠脉支架 , 有限元模拟 , 膨胀