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锌铝合金熔融三维直写成形尺寸建模与组织分析

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 918-927页

作者：戎文娟单忠德王宝雨王佳琳王永威北京科技大学机械工程学院北京100083 中国机械科学研究总院先进成形技术与装备全国重点实验室北京100083 南京航空航天大学机电学院江苏南京210016

为了实现金属熔融三维直写工艺过程的控形控性,开展锌铝合金熔融三维直写成形尺寸建模与组织分析研究。首先,以锌铝合金熔融直写的最小控制单元单道成形为研究对象,采用多元非线性回归方法拟合成形道宽,将成形特征参数w作为响应变量,D和... 详细信息

为了实现金属熔融三维直写工艺过程的控形控性,开展锌铝合金熔融三维直写成形尺寸建模与组织分析研究。首先,以锌铝合金熔融直写的最小控制单元单道成形为研究对象,采用多元非线性回归方法拟合成形道宽,将成形特征参数w作为响应变量,D和H作为预测变量,进行回归分析;其次,建立不同工艺参数下单道成形尺寸参数模型,并对模型进行拟合度校验;最后,对单道成形流固耦合过程进行数值模拟,分析典型凝固组织,通过引入熔融直写成形重熔预备时间tr,预测计算成形中层间结合效果好的工艺参数。研究结果表明:在单道成形道宽预测模型中,喷嘴直径D是影响成形道宽的第一要素,其次是喷嘴距成形底板高度H;当成形轨迹宽度近似等于凝固层宽度时,这是成形下一层的最佳时间。

关键词：金属熔融直写金属增材制造 3D打印尺寸建模微观组织

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金属熔融直写成形工艺射流沉积稳定性分析

机械工程学报 2024年第1期60卷 119-126页

作者：戎文娟单忠德王宝雨王佳琳王永威北京科技大学机械工程学院北京100083 中国机械科学研究总院先进成形技术与装备全国重点实验室北京100083 南京航空航天大学机电学院南京210016

金属材料增材制造具有工艺流程短、柔性可设计等优点,可满足复杂结构件单件小批量个性化需求,在众多金属增材制造工艺方法中,金属熔融直写成形具有成本低、效率高等优势。射流稳定性是影响金属熔融直写成形质量和精度的关键因素。针对... 详细信息

金属材料增材制造具有工艺流程短、柔性可设计等优点,可满足复杂结构件单件小批量个性化需求,在众多金属增材制造工艺方法中,金属熔融直写成形具有成本低、效率高等优势。射流稳定性是影响金属熔融直写成形质量和精度的关键因素。针对直写成形射流特点,分类建立了液滴流、曲张流、平滑流、波动流4种典型射流状态模型,模拟并分析了射流的演化过程,获得了修正后的金属射流连续段长度公式,以及射流沉积稳定性调控的关键因素;基于金属射流单道沉积工艺试验,获得了不同射流状态沉积后轨迹均匀性的基板速度调控范围。射流状态模型建立和沉积轨迹均匀性调控范围的获取,为金属熔融直写工艺形性调控提供理论依据。

关键词：金属增材制造金属熔融直写成形金属射流射流稳定性

坚定信心乘势而上全面开创津南高质量发展新局面

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求知 2024年第3期 34-36页

作者：王宝雨中共天津市津南区委

2024年,天津市津南区将坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的二十大精神,认真落实习近平总书记视察天津重要讲话精神,聚焦经济建设这一中心工作和高质量发展这一首要任务,锚定“打造科创会展城和天津重要增长极... 详细信息

2024年,天津市津南区将坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的二十大精神,认真落实习近平总书记视察天津重要讲话精神,聚焦经济建设这一中心工作和高质量发展这一首要任务,锚定“打造科创会展城和天津重要增长极”目标愿景和“打好用好‘三张好牌’、精心建设‘四区四谷’”功能定位,全力推进科技创新、产业焕新、城市更新,加大“盘活存量、培育增量、提升质量”工作力度,加快实施“十项行动·津南行动”,进一步开创津南高质量发展新局面。

关键词：习近平新时代中国特色社会主义思想盘活存量提升质量高质量发展津南功能定位城市更新加快实施

基于混合损伤准则的火车轴楔横轧芯部损伤建模与分析

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机械工程学报 2024年

作者：林龙飞王宝雨郭威彭文飞吴晓成黄明辉宁波大学机械工程与力学学院北京科技大学机械工程学院

因楔横轧存在芯部裂纹趋势，采用试验与仿真相结合方式对比分析了有裂纹、无裂纹情况下轧件各向应力、应力三轴度、材料温度的分布情况，揭示了主导芯部损伤的关键因素。考虑非等温复杂应力状态对楔横轧芯部损伤的作用机制，提出了耦合... 详细信息

因楔横轧存在芯部裂纹趋势，采用试验与仿真相结合方式对比分析了有裂纹、无裂纹情况下轧件各向应力、应力三轴度、材料温度的分布情况，揭示了主导芯部损伤的关键因素。考虑非等温复杂应力状态对楔横轧芯部损伤的作用机制，提出了耦合第一主应力、最大剪应力、平均应力、应力三轴度与变形温度的新型混合损伤准则，预测了不同工艺参数下的芯部损伤值。基于回归分析求解了芯部损伤与工艺参数的数学方程，建立了判别芯部裂纹条件的临界工艺参数窗口。结果表明：芯部材料在成形过程中受到横向拉应力和轴向拉应力，且芯部温度明显高于外层，从而芯部最容易产生裂纹缺陷；准则预测结果符合楔横轧芯部损伤大于外层的特点，其损伤分布云图也与轧件实际疏松形貌一致，相对预测精度为1.004%；在一定范围内，楔横轧芯部损伤随着成形角增大而减小，随展宽角增大而增大，随断面收缩率增大先增大后减小。研究结果为楔横轧轴类件降低损伤提供了预测准则和参数优化方法。

关键词：楔横轧火车轴芯部损伤混合损伤准则参数优化

中国塑性成形技术和装备30年的重大突破与进展

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塑性工程学报 2024年第4期31卷 2-45页

作者：林忠钦黄庆学苑世剑赵国群华林易幼平詹梅李淑慧刘伟王宝雨陈军王涛李宏伟黄亮何祝斌钟掘上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240 太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001 山东大学材料科学与工程学院山东济南250061 武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉430070 中南大学轻合金研究院湖南长沙410083 西北工业大学材料学院陕西西安710072 北京科技大学机械工程学院北京100083 上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 华中科技大学材料科学与工程学院湖北武汉430074 大连理工大学机械工程学院辽宁大连116023

1994以来的30年,在国家重大需求的强劲牵引下,我国塑性成形技术与装备取得举世瞩目的巨大成就,研制出一大批世界第一的成形装备,实现了三大技术跨越,形成了规模最大的研究队伍,我国塑性成形技术总体水平进入世界先进国家行列,多个单项... 详细信息

1994以来的30年,在国家重大需求的强劲牵引下,我国塑性成形技术与装备取得举世瞩目的巨大成就,研制出一大批世界第一的成形装备,实现了三大技术跨越,形成了规模最大的研究队伍,我国塑性成形技术总体水平进入世界先进国家行列,多个单项技术和装备达到国际领先水平。选择了其中8项最具代表性成果,并介绍其在塑性工程理论和技术上取得的重大突破以及对国家重大装备研制的突出贡献,分析了我国塑性成形技术与国际领先水平的差距。最后对我国塑性成形技术发展将呈现出的“三超两高”五大发展趋势进行了展望。

关键词：金属成形技术装备塑性

齿轮钢SAE8620H高温变形行为及热加工图

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工程科学学报 2016年第7期38卷 967-972页

作者：朱小星王宝雨北京科技大学机械工程学院北京100083

通过高温压缩试验研究齿轮钢SAE8620H在950~1100℃、应变速率0.01~10 s-1条件下的高温变形行为.该合金钢的流动应力符合稳态流变特征,流变应力随变形温度升高以及应变速率降低而减小,其本构方程可以采用双曲正弦方程来描述.基于峰值应... 详细信息

通过高温压缩试验研究齿轮钢SAE8620H在950~1100℃、应变速率0.01~10 s-1条件下的高温变形行为.该合金钢的流动应力符合稳态流变特征,流变应力随变形温度升高以及应变速率降低而减小,其本构方程可以采用双曲正弦方程来描述.基于峰值应力、应变速率和温度相关数据推导出SAE8620H高温变形激活能Q=280359.9 J·mol-1.根据变形量40%和60%下应力构建该齿轮钢的热加工图,通过热加工图中耗散值及流变失稳区确定其热变形工艺参数范围.SAE8620H钢在在变形程度较小时宜选取低的应变速率进行成形,而在变形程度大时则要选取低温低应变速率或者高温高应变速率.

关键词：齿轮钢高温变形流变应力本构方程热加工图

Inconel718合金楔横轧成形热力耦合模拟

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塑性工程学报 2008年第3期15卷 157-159页

作者：何涛王宝雨胡正寰北京科技大学机械工程学院北京100083

应用三维刚塑性有限元Deform-3D软件对Inconel718合金的楔横轧成形进行了热力耦合数值模拟,获得了轧制过程中轧件心部温度场、应力-应变场分布规律。模拟结果表明,轧件心部在靠近起楔点位置处温度、变形速率均出现整体最大值,并且应力... 详细信息

应用三维刚塑性有限元Deform-3D软件对Inconel718合金的楔横轧成形进行了热力耦合数值模拟,获得了轧制过程中轧件心部温度场、应力-应变场分布规律。模拟结果表明,轧件心部在靠近起楔点位置处温度、变形速率均出现整体最大值,并且应力状态也最为复杂,因此该处最容易出现心部缺陷。

关键词：楔横轧Inconel718合金热力耦合心部缺陷

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横轧非回转体轴类件辊型曲线方程

机械工程学报 2011年第14期47卷 39-43页

作者：何涛王宝雨胡正寰上海工程技术大学机械工程学院上海201620 北京科技大学机械工程学院北京100083

楔横轧非回转体轴类零件是楔横轧近净成形和精确成形的突破性和创新性发展,而轧辊的辊型则是非回转体轴类零件楔横轧成形的基础和关键。在分析楔横轧非回转体轴类件成形工艺原理的基础上,提出'单阶段'楔横轧非回转体轴类零件新工艺;根... 详细信息

楔横轧非回转体轴类零件是楔横轧近净成形和精确成形的突破性和创新性发展,而轧辊的辊型则是非回转体轴类零件楔横轧成形的基础和关键。在分析楔横轧非回转体轴类件成形工艺原理的基础上,提出'单阶段'楔横轧非回转体轴类零件新工艺;根据轧制过程中轧件与轧辊的相对共轭运动关系推导出楔横轧非回转体轴类件的辊型曲线方程;针对一典型非回转体轴类零件在试验轧机上进行轧制试验。试验结果表明,'单阶段'楔横轧生产的非回转体轴类件主要尺寸精度达到要求,且内部无明显缺陷,这说明'单阶段'楔横轧非回转体轴类件新工艺是完全可行的,且利用辊型曲线方程加工的辊型可以轧制出符合尺寸要求的非回转体轴类件,因而是实现非回转体类零件少无切削加工,改善劳动条件、节材降耗的优质工艺方法。

关键词：非回转体楔横轧辊型曲线

粉末冶金TC4钛合金热压缩动态软化行为分析

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稀有金属材料与工程 2021年第7期50卷 2447-2454页

作者：刘荣娥王宝雨冯鹏妮胡树山北京科技大学北京100083 鄂尔多斯应用技术学院内蒙古鄂尔多斯017000

对粉末冶金TC4钛合金在温度为850~950℃,应变速率为0.1~10 s^(-1)范围内进行热模拟压缩实验获得了应力-应变曲线,建立了材料本构方程,描述了粉末冶金TC4钛合金的流变行为。进一步对动态软化行为进行了分析,并计算了各种因素对软化的影... 详细信息

对粉末冶金TC4钛合金在温度为850~950℃,应变速率为0.1~10 s^(-1)范围内进行热模拟压缩实验获得了应力-应变曲线,建立了材料本构方程,描述了粉末冶金TC4钛合金的流变行为。进一步对动态软化行为进行了分析,并计算了各种因素对软化的影响程度。结果表明:变形温度越低,应变速率越小,流动软化程度越大;在应变速率为1和10s^(-1)时,主要是变形热导致流动软化;当应变速率为0.1 s^(-1),温度为850和900℃时,有变形热、动态相变和α相形态演化3种软化因素,且温度越低,α相形态演化导致的软化占比越大,温度增加,动态相变软化所占比例增加;当应变速率为0.1s^(-1),变形温度为950℃时,有变形热和动态相变2种软化因素,随着变形量增加,动态相变软化所占比例增大。

关键词：粉末冶金TC4钛合金动态软化变形热动态相变 α相形态演化