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数值模拟在极限规格H型钢工艺优化中的应用

孔令坤

中国冶金 doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20160247

针对HW150 mm×150 mm极限规格H型钢产品偏心问题,采用有限元方法对粗轧阶段孔型系统进行三维热力耦合数值模拟.基于模拟结果分析金属流动、塑性应变及温度变化,以此为基础,根据变形特点及各孔型轧件尺寸分析偏心产生的原因,优化孔型并进行验证,最后进行现场实践,排除缺陷.结果表明,有限元模拟有助于分析轧制过程中的金属成形,尤其对于型钢轧制过程中的变形规律及缺陷分析具有较高的参考价值和指导意义.

关键词: H型钢 , 偏心 , 有限元 , 数值模拟 , 孔型 , 金属流动 , 塑性应变

Al含量对Zr基块体非晶合金力学性能的影响

李春燕 , 寇生中 , 赵燕春 , 袁小鹏 , 袁子洲

稀有金属 doi:10.13373/j.cnki.cjrm.2015.04.002

用铜模吸铸法制备了(Zr64.8/90 Cu 14.85/90Ni10.35/90)90+xAl10-x(x=-4,-3,-2,0,2,4,6)块体合金,利用X射线衍射仪(XRD)、万能试验机、显微硬度计和扫描电镜(SEM)研究了Al含量对Zr基块体非晶合金力学性能的影响.结果表明:随着AL含量的减小,合金先是从非晶相为主的非晶/晶体复合材料转变为完全非晶材料,接着转变为以晶体相为主的非晶/晶体复合材料,最后转变为完全晶体材料.表明通过调整Al的含量,可以制备出具有完全非晶结构的Zr基块体非晶合金.当x=-2时,即合金成分为Zr63.36 Cu14.52 Ni10.12 Al12时,合金为完全非晶结构,该合金的室温压缩塑性应变达到20.6%,应力-应变曲线体现出了“加工硬化”特性,屈服强度οs、极限强度οm和断裂强度οf分别为1740.6,2030.7和1510.5 MPa.表明通过调整Al的含量,可以制备出具有优良室温压缩塑性的Zr基块体非晶合金.随着Al含量的减小,合金试样的显微硬度的总体趋势为先增大再减小.当x=2时,合金为非晶/晶体复合材料,该合金具有较高的显微硬度HV719.8.

关键词: Zr基块体非晶合金 , 力学性能 , 塑性应变 , 加工硬化 , 显微硬度

TiNi形状记忆合金低速冲击性能的数值模拟

唐光海 , 张俊锋 , 曾群锋 , 董光能 , 杨华斌

材料科学与工程学报

采用有限元法数值模拟了TiNi形状记忆合金(SMA)的低速冲击性能.考察马氏体相变过程中不同伪弹性模量和弹性应变极限对TiNi合金低速冲击性能的影响.结果表明,随着冲击速度的增加,4种材料的最大接触载荷和位移量都呈线性增加趋势;冲击速度相同时,3种不同伪弹性模量TiNi合金试样的最大接触载荷和位移量近似相等且都低于45#钢,TiNi合金试样产生的最大Von Mises应力和最大塑性应变都低于45#钢;超弹性模量为2.9 GPa的TiNi合金产生的最大Von Mises 应力和最大塑性应变均最低.TiNi形状记忆合金较低的超弹性模量和较大的弹性应变极限能够减小冲击过程中的最大Von Mises应力,抑制高塑性应变的产生并使塑性变形区域减小,从而提高TiNi合金的抗冲击性能.

关键词: 形状记忆合金 , 低速冲击 , 数值模拟 , 塑性应变

基于塑性应变的变幅应力疲劳损伤评估方法

张继旺 , 鲁连涛 , 沈训梁 , 衣鸿飞 , 张卫华

金属学报

中碳车轴用钢的旋转弯曲疲劳实验结果表明,在其疲劳极限以上,应力-寿命数据满足三参数曲线关系,因此,其变幅应力作用下的疲劳损伤不能使用基于应力的线性累积损伤法则评估.本文结合中碳车轴用钢恒幅和高/低两级多次变幅应力的旋转弯曲疲劳实验数据,基于恒幅应力作用下S-N曲线倾斜部分曲线,提出了可用于材料在变幅旋转弯曲作用F的疲劳损伤评估的方法.该方法考虑材料在疲劳过程中发生的循环硬化或循环软化,通过塑性的循环本构关系将应力一寿命数据转换为符合线性关系的塑性应变~寿命数据,然后基于塑性应变满足线性累积损伤的条件,进行基于塑性应变的变幅应力疲劳损伤评估.

关键词: 变幅应力 , 循环本构 , 塑性应变 , 疲劳损伤

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