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低成本FB钢热轧工艺和延伸凸缘性能的研究

低成本FB钢热轧工艺和延伸凸缘性能的研究

作者：杨来山东北大学

学位级别：硕士

热轧双相钢具有强度高、屈强比低、初始加工硬化率高以及强度和韧性配合良好等优点,是目前应用最多的先进高强度钢(Advanced High Strength Steel,AHSS)之一。与传统的铁素体马氏体双相(FM)钢相比,铁素体贝氏体双相(FB)钢具有强度和冷... 详细信息

热轧双相钢具有强度高、屈强比低、初始加工硬化率高以及强度和韧性配合良好等优点,是目前应用最多的先进高强度钢(Advanced High Strength Steel,AHSS)之一。与传统的铁素体马氏体双相(FM)钢相比,铁素体贝氏体双相(FB)钢具有强度和冷成形性的匹配,且焊接、疲劳以及延伸凸缘性能优良,是底盘和车轮等部件用热轧高强度钢的理想材料。本文以开发低成本热轧FB钢为目标,采用C-Mn-Cr及C-Mn-Nb-Ti两种成分体系实验钢为研究对象,研究两实验钢在连续冷却过程中的相变行为,探讨了控轧控冷(Thermo-Mechanical Control Process,TMCP)工艺过程参数对实验钢组织演变的影响规律,进而开发出了较高力学性能的低成本热轧FB钢,通过扩孔实验评价FB钢板的延伸凸缘性能,并对扩孔成形中的裂纹形成及其扩展行为进行了研究,主要研究成果如下:(1)通过热模拟实验,应用热膨胀法结合金相分析法,建立了实验钢静态、动态连续冷却转变曲线。通过CCT曲线和金相组织比较,结果发现:C-Mn-Ti钢更易于通过轧后的控制冷却获得F+B的双相组织;变形可使过冷奥氏体开始相变温度提高、使CCT曲线向左上方移动、明显扩大铁素体相变区;变形与加速冷却的综合作用使得变形奥氏体连续冷却后的金相组织晶粒明显变得细小均匀。(2)通过实验室控轧控冷实验,研究了三段式冷却模式(超快冷+空冷+超快冷)下实验钢的组织性能,并得到较佳的工艺参数,结果表明:与C-Mn-Ti钢相比,工艺参数对C-Mn-Cr钢的组织的影响更为明显。终轧温度、第一段水冷速度和终止温度与中间空冷时间共同影响铁素体的形态、含量及晶粒大小,进而影响后续相变及其组织;卷取温度和模拟卷取方式是获得贝氏体的关键参数。(3)通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜对FB钢的微观组织进行观察,尤其是其中贝氏体的形态和微观结构。FB钢中贝氏体的形态随着控轧控冷工艺参数的变化而变化,但主要以板条贝氏体为主,贝氏体铁素体板条的宽度在0.5～1μm,这种微细化的板条可以有效提高实验钢的强度和韧性。B实验钢中出现了一定量的TiC、TiN的析出物。(4)通过合理选择控轧控冷过程工艺参数,获得了力学性能和延伸凸缘性能综合起来比较良好的热轧FB钢板。C-Mn-Cr实验钢屈服强度达到366.18MPa,抗拉强度达到了 606.68MPa,延伸率为25%,屈强比0.6,n值为0.18,扩孔率为77%。C-Mn-Ti实验钢屈服强度达到473.49～490.41MPa,抗拉强度达到了 567.19～581.19MPa,延伸率为26%,屈强比为0.82～0.86,n值为0.10～0.12,扩孔率为77～107%。(5)研究FB钢在扩孔过程中的裂纹形成及扩展行为。结果表明,预制圆孔的边缘是扩孔成形的变形危险区,当该处的切向伸长超过材料的成形极限时,就会产生缩颈或裂纹。FB钢的裂纹扩展主要以微孔聚集模式进行,当遇到贝氏体时,裂纹通过F-B相界面并剪断铁素体进行扩展。在裂纹扩展中,大部分的等轴铁素体在应力场作用下沿垂直于裂纹方向被显著拉长,这表明裂纹扩展在FB钢中进行时,强度较低的铁素体在应力场的作用下会产生较大的塑性变形,在一定程度上减弱了裂纹附近的应力集中,阻止了裂纹扩展。

关键词：铁素体贝氏体钢生产工艺超快冷延伸凸缘性扩孔裂纹

一种基于机器学习的零刚度隔振超材料设计及性能验证

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2599-2608页

作者：赵哲杨来侠吴玲玲田小永代鑫西安科技大学机械工程学院西安710054 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049

准零刚度隔振器作为国内外主流的非线性隔振器,凭借其高静态刚度和低动态刚度力学特性,在机械工程领域应用较多,但近零刚度范围窄、后期组装繁琐等问题限制了其隔振的应用范围,通过结构设计使近零刚度范围增大,且能通过一体化成型技术... 详细信息

准零刚度隔振器作为国内外主流的非线性隔振器,凭借其高静态刚度和低动态刚度力学特性,在机械工程领域应用较多,但近零刚度范围窄、后期组装繁琐等问题限制了其隔振的应用范围,通过结构设计使近零刚度范围增大,且能通过一体化成型技术快速制备方面的研究仍较稀缺。本文基于能量屏蔽理论设计了一种新型零刚度单元结构,通过将外界输入能量循环于超材料内部,从而屏蔽外界对隔振对象的能量输入,达到隔振效果。该研究首先设计出具有优化潜力的初始结构,然后使用机器学习与有限元分析结合的方法对初始结构进行优化,自动搜索出最优的超材料结构参数,且最优结构满足零刚度性能设计要求,之后使用3D打印对最优结构单元及2×2阵列结构进行一体化制造。并对样件进行静态实验验证,实验结果表明:在静态压缩过程中,该结构的等效刚度在大范围内近似于0。又对阵列结构进行动态振动实验,结果得出,阵列结构在23 mm振幅下0.1~100 Hz范围内,9.2 kg载荷隔振性能最优,最小传递率可达-61 dB,载荷越接近9.2 kg隔振性能越好。该结构具有结构简单、一体化成型等优势,可应用于列车座椅、康复医疗设备、精密仪器保护及微重力环境等领域下的隔振。

关键词：超材料机器学习零刚度隔振结构 3D打印

金融环境优化是否促进了共同富裕?——以《物权法》出台为例

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安徽大学学报（哲社版） 2024年第1期48卷 142-153页

作者：路军伟杨来峰山东大学管理学院山东济南250100

以《物权法》出台为例,基于劳动收入份额的视角,运用双重差分法考察金融环境优化对共同富裕的影响。研究发现,与固定资产占比较高的民营企业相比,《物权法》出台显著提升固定资产占比较低民营企业的劳动收入份额。进一步研究发现,《物... 详细信息

以《物权法》出台为例,基于劳动收入份额的视角,运用双重差分法考察金融环境优化对共同富裕的影响。研究发现,与固定资产占比较高的民营企业相比,《物权法》出台显著提升固定资产占比较低民营企业的劳动收入份额。进一步研究发现,《物权法》出台有助于缓解融资约束、减少固定资产投资以及优化企业人力资本结构,进而提升民营企业劳动收入份额。研究揭示了金融环境优化对共同富裕的影响与作用机理,对理解收入分配、促进共同富裕具有重要的现实意义,还为“法与金融”相关研究提供了新证据。

关键词：金融环境优化共同富裕劳动收入份额融资约束收入分配

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GH3128表面喷涂复合涂层的性能研究

热加工工艺 2024年

作者：赵晋超杨来侠高伟高扬西安科技大学机械工程学院

针对武器装备在高温环境中的兼容隐身需求，在GH3128上依次喷涂了粘结层、热障陶瓷层、匹配层、损耗层等6层陶瓷涂层，利用XRD、SEM、EDS对涂层的微观组织和物相进行分析；通过自主搭建的石英灯平板加热系统测试了涂层1050℃下的隔热性... 详细信息

针对武器装备在高温环境中的兼容隐身需求，在GH3128上依次喷涂了粘结层、热障陶瓷层、匹配层、损耗层等6层陶瓷涂层，利用XRD、SEM、EDS对涂层的微观组织和物相进行分析；通过自主搭建的石英灯平板加热系统测试了涂层1050℃下的隔热性能；采用红外发射率测试系统测试了900℃下的红外发射率；利用有限元软件HFSS对涂层周期结构的吸波性能进行了仿真分析。结果表明：涂层各层之间结合良好，没有明显裂纹；涂层与基体整体隔热效果在250℃左右；涂层在900℃下3～5μm下红外发射率为0.446,8～14μm下红外发射率为0.583；三维周期单元的边长、高度及基底的高度对吸波性能有显著影响。以上结论可以为耐高温红外雷达兼容隐身涂层的设计和改进提供参考。

关键词：隔热性能红外发射率周期结构吸波仿真分析

基于焦耳热的滑压式增材制造方法温度场数值模拟与实验

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稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 386-395页

作者：李素丽熊杰高壮马恺悦吕佳文高扬杨来侠卢秉恒西安科技大学机械工程学院陕西西安710054 国家增材制造创新中心陕西西安710300 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049

提出了一种针对小型金属零部件的低成本、高精度的焦耳热金属熔丝增材制造技术。在此过程中,系统温度场和热历史对于实验分析具有重要意义。本研究主要利用有限元仿真软件建立三维焦耳热金属熔丝增材制造的热-电-结构耦合有限元模型,分... 详细信息

提出了一种针对小型金属零部件的低成本、高精度的焦耳热金属熔丝增材制造技术。在此过程中,系统温度场和热历史对于实验分析具有重要意义。本研究主要利用有限元仿真软件建立三维焦耳热金属熔丝增材制造的热-电-结构耦合有限元模型,分析了制造过程中温度场变化规律以及丝材内部和基板的温度分布和等温面形状。结果表明:焦耳热在丝材与滚轮之间产生,丝材内部在0.1 s内升温至2700℃,滚轮移动后,最大温度位置随着滚轮的移动而移动,丝材内部温度梯度呈拱形,基板温度梯度呈半椭球形。模拟结果的截面熔核区域与实验截面熔核区域吻合较好。因此,所建立的有限元模型能够较准确地模拟焦耳热熔丝增材制造过程温度场,对实验机理的研究和后期的进一步加工有着重要指导意义。

关键词：增材制造焦耳热热-电-结构耦合温度场模拟

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选择性激光烧结中铺粉过程离散元模拟

林业机械与木工设备 2024年第1期52卷 33-38页

作者：杨来东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040

铺粉过程是选择性面激光烧结中重要的工艺过程之一,为研究铺粉过程中不同工艺参数对粉末床铺粉质量的影响,研究并设计了一种辊子-刮板式的铺粉结构,以PES为烧结粉末材料,通过EDEM软件对铺粉过程进行离散元仿真。模拟分析了辊子-刮板的... 详细信息

铺粉过程是选择性面激光烧结中重要的工艺过程之一,为研究铺粉过程中不同工艺参数对粉末床铺粉质量的影响,研究并设计了一种辊子-刮板式的铺粉结构,以PES为烧结粉末材料,通过EDEM软件对铺粉过程进行离散元仿真。模拟分析了辊子-刮板的移动速度V和刮板端部倾斜角度α对粉末床铺粉质量的影响。结果表明:辊子-刮板的移动速度V越大,铺粉质量越差;刮板端部倾斜角度α对粉末床铺粉质量影响很小。

关键词：选择性激光烧结离散元模拟粉末床质量 PES

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焊接过程宏微观数值模拟与仿真的研究现状

精密成形工程 2018年第1期10卷 40-51页

作者：董志波郭军礼杨来山任新星刘诚诚肖杰立哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

焊接过程的数值模拟与仿真是研究焊接热过程、焊接电弧行为、焊接熔池、焊接应力与变形、焊接结构疲劳与脆断、焊接接头力学性能、焊接接头微观组织、界面形成机理,以及焊接缺陷分析等问题的基础。借助计算机辅助技术对于焊接现象进行... 详细信息

焊接过程的数值模拟与仿真是研究焊接热过程、焊接电弧行为、焊接熔池、焊接应力与变形、焊接结构疲劳与脆断、焊接接头力学性能、焊接接头微观组织、界面形成机理,以及焊接缺陷分析等问题的基础。借助计算机辅助技术对于焊接现象进行模拟研究,可以解决试验和实际生产中诸多的困难问题,对焊接过程控制和工艺优化等具有重要的指导价值。通过对目前国内外焊接领域关于焊接过程宏微观的数值模拟与仿真研究现状的分析,描述了焊接数值模拟技术的主要发展方向,并指出了一些研究中的热点问题,旨在为相关领域的研究工作者提供有效的帮助,开拓新的研究思路。

关键词：热过程应力与变形微观组织宏微观数值模拟

工业工程方法在机械生产流程优化中的应用及效果分析

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中国机械 2024年第10期 100-103页

作者：杨来冬广东鸿泰南通精机科技有限公司

随着全球市场竞争的加剧，机械制造业亟需提升生产效率、降低成本以保持产品竞争力。工业工程方法作为一种综合性的优化手段，为机械生产流程的优化提供了新的视角和解决方案。通过系统地分析生产流程，识别瓶颈和问题，工业工程方法能... 详细信息

随着全球市场竞争的加剧，机械制造业亟需提升生产效率、降低成本以保持产品竞争力。工业工程方法作为一种综合性的优化手段，为机械生产流程的优化提供了新的视角和解决方案。通过系统地分析生产流程，识别瓶颈和问题，工业工程方法能够帮助企业制定有效的改进措施，实现资源的最优配置和流程的持续改进。本文旨在深入探讨工业工程方法在机械生产流程优化中的应用实践，并分析其带来的实际效果，为企业流程优化提供有益的参考和启示。

关键词：工业工程方法机械生产流程优化

选区激光熔化Inconel 625镍基合金Modified Johnson-Cook模型建立及流动应力预测

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应用激光 2024年第5期44卷 1-10页

作者：杜康杨来侠黄宁徐超西安科技大学机械工程学院陕西西安710054

以选区激光熔化技术制备Inconel 625合金试件,采用Gleeble 3800热模拟实验机对Inconel 625合金试件在700、800、900、1000℃,应变率1、0.1、0.01、0.001 s^(-1)条件下进行等温热压缩实验,研究增材制造该合金的高温流变行为,获得真实应力... 详细信息

以选区激光熔化技术制备Inconel 625合金试件,采用Gleeble 3800热模拟实验机对Inconel 625合金试件在700、800、900、1000℃,应变率1、0.1、0.01、0.001 s^(-1)条件下进行等温热压缩实验,研究增材制造该合金的高温流变行为,获得真实应力-应变曲线。分别采用Johnson-Cook模型及Modified Johnson-Cook模型建立了SLM Inconel 625合金本构模型,对比2个模型的预测精度。结果表明,原始Johnson-Cook模型误差AARE为83.53%,相关系数为0.77,误差极大;Modified Johnson-Cook模型误差AARE为14.87%,相关系数为0.98,Modified Johnson-Cook模型精度明显高于原始模型,具有较高的预测精度,能较好地反映增材制造Inconel 625合金的高温流变行为。最后分析压缩后试件微观金相组织,试件表现出硬化、再结晶软化现象,温度及应变率对材料微观组织影响明显。

关键词：激光选区熔化 Inconel 625 本构模型流动应力