鲁世红
,
何宁
兵器材料科学与工程
doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2009.01.002
利用SHPB实验装置,测试TC4钛合金在20～600℃、应变率为103～104 s-1下的流动应力和应变的关系,应用自适应遗传算法(GA)优化建立适合高速切削模拟的Johnson-Cook(JC)热粘塑性本构模型,该模型可在较高温度和较宽应变率范嗣内精确预测TC4的流动应力.以所建的Johnson-Cook模型为材料本构模型,应用大型商用有限元软件ABAQUS,并使用切屑分离准则,建立高速正交切削有限元模型.将模拟结果与高速正交车削的实验数据进行比较,证实本构模型和有限元模拟的正确性.
关键词:
TC4钛合金
,
SHPB
,
本构模型
,
自适应遗传算法
,
有限元模拟
鲁世红
,
何宁
中国有色金属学报
对Al-Mg-Sc材料进行静态力学性能实验,采用微型SHPB(Split Hopkinson pressure bar)实验装置对Al-Mg-Sc材料在应变率为103～104范围内进行动态力学行为测试.结果表明:Mg-Sc合金材料随应变率的提高,真实应力-应变曲线略有升高,表明Al-Mg-Sc材料不是一种对应变率敏感的材料;随着应变率的升高,材料发生的应变增大,表现出在高应变率下具有明显的应变强化效应.通过分析,选用较为合理的Johnson-Cook本构模型来构建Al-Mg-Sc合金高应变速率流变方程.根据遗传算法确定J-C方程中的参数.拟合值与实验值较吻合,证明经SHPB实验数据构建的流变方程是合理的,这为Al-Mg-Sc板料高应变速率下有限元分析需要的材料变形特性参数提供了重要的数据来源.
关键词:
Al-Mg-Sc合金
,
高应变速率
,
微型SHPB装置
,
流变方程
,
遗传算法
华怡
,
鲁世红
,
高琳
,
刘倩
材料科学与工程学报
本文应用商用有限元软件ABAQUS对单个丸粒撞击金属靶材进行了三维有限元分析,建立模拟弹丸撞击靶材的有限元模型.首先将单个丸粒撞击靶材产生残余应力的模拟结果与Meguid等人用ANSYS软件所模拟的结果进行对比,从而来验证本文模拟结果的可靠性.然后本文系统地研究了不同弹丸参数对于残余应力场分布规律的影响.模拟结果表明,弹丸参数对于喷丸残余应力场分布规律的影响各不相同.但是,无论这些参数如何变化,靶材次表层的最大残余压应力值所处的位置基本保持不变,始终位于靶材表面以下25%dshot处.根据有限元模拟的结果,可对喷丸强化工艺参数进行优化控制,提高喷丸强化的加工工艺水平,以实现更好的喷丸效果.
关键词:
有限元分析
,
喷丸
,
残余应力
周圳
,
鲁世红
,
张涛
,
关艳英
,
姜伟
中国表面工程
doi:10.11933/j.issn.1007-9289.20160926001
超声喷丸作为一种新型的板料成形技术,具有易操作,能耗少及优良成形性能等优点,广泛应用于板料成形中.但自由状态下,超声喷丸成形也易发生球面变形,因而提出了弹性预应力超声喷丸成形方法,以2024-T351铝合金壁板为研究对象,分析预弯力矩大小、成形轨迹和壁板厚度对成形曲率半径及成形性能的影响.试验中通过控制壁板展向的弯曲曲率来实现弹性预弯.结果表明:预应力超声喷丸能够大幅度减小壁板展向的成形曲率半径,同时增大弦向成形曲率半径,且随着预弯曲率半径的减小,这种减小和增大的效应随之逐渐增大.此外,与自由状态相比,预应力超声喷丸能够产生幅度和深度更大的残余压应力场,且表面粗糙度并未随着预弯曲率的增大而增加.分析认为,弹性预应力超声波喷丸能够进一步提高受喷材料的成形曲率并在一定程度上减小球面变形趋势,对大变形大厚度的单曲率零件成形具有重要的意义.
关键词:
超声喷丸
,
弹性预应力
,
成形曲率
,
残余应力
,
表面粗糙度
鲁世红
,
何宁
,
谢卿阳
机械工程材料
对4Cr5MoSiV1钢进行了高速切削试验,利用光学显微镜和扫描电镜等观察了高速正交切削试验中切削速度变化对切屑形态和绝热剪切带(ASB)的微观结构特征的影响,对ASB形成和发展的影响因素进行了分析,并对ASB的尺寸与分布做了分析.结果表明:切削速度是ASB形成和发展的主要影响因素,随着切削速度的增加,ASB的长度和宽度逐渐减小,间距逐渐增大;刀具前角是影响ASB形成和发展的次要因素.
关键词:
绝热剪切带
,
切削速度
,
微观特征
陈星
,
鲁世红
,
高国强
材料科学与工程学报
喷丸工艺是一种有效提高工件疲劳寿命和改善工件表面完整性的表面处理方法,被广泛应用于航空、航天、船舶、汽车等军民用领域.研究表明,弹丸冲击金属材料表面形成的冲击坑形状和尺寸与工件表面完整性有重要的对应关系,表面完整性是影响结构零部件工作质量、寿命和可靠性的重要因素.本文应用有限元分析的方法系统地研究了喷丸处理过程中的一些关键参数对形成的冲击坑形状和尺寸的影响,结果显示,弹丸速度、直径、材料、重复冲击次数对冲击坑的尺寸影响显著,同时,弹丸的屈服应力对冲击坑的形状影响显著,而弹丸与靶材之间的摩擦系数对冲击坑的形状和尺寸影响都较小.冲击坑直径比的饱和值为2.5,冲击坑深度比的饱和值为0.2.将冲击坑模拟结果与Nobuyuki等人用ANSYS软件所模拟的结果进行对比,结果吻合得较好.本文有限元模拟的结果,可用于对生产实际中喷丸工艺参数的优化,对新机研制中的飞机壁板等零件的喷丸成形工艺制定具有重要的指导意义.
关键词:
有限元分析
,
冲击坑的形状
,
冲击坑的尺寸
,
直径比
,
深度比
