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COUPLED THERMO MECHANICAL FEM ANALYSIS OF TWIST COMPRESSION DEFORMATION PROCESS

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中国有色金属学会会刊:英文版 1997年第4期7卷 103-107页

作者： xue kemin Zhang Zhengrong Xia Yongjiang Lu Yan Metal Forming Division #435Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001

3-D rigid-viscoplastic FEM of compressible materials was applied to analyze the deformation behavior during twist compression forming of axisymmetrical body at high temperatures. When calculating the temperature fields, considering the thermo mechanical coupling effect between temperature and deformation, 2-D FEM and CNG methods were adopted, and the up winding technique was used to avoid the influences of numerical instability on calculated results.

关键词： twist-compression rigid-viscoplastic FEM thermo mechanical coupling

Prediction and Simulation of Microstructure of Ti-15-3 Alloy

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Journal of Materials Science & Technology 2003年第z1期19卷 161-163页

作者： Ping LI kemin xue Yan LU Jianrong TAN College of Mechanical and Energy Engineering Zhejiang University Hangzhou 310027 China School of Materials Science and Engineering Harbin Institute of Technology Harbin 150001 China School of Materials Science and Engineering Harbin Institute of Technology Harbin 150001 China College of Mechanical and Energy Engineering Zhejiang University Hangzhou 310027 China

Ti-15-3 alloy is a new metastableβ-type titanium. The influence of hot deformation parameters on the microstructureof Ti-15-3 alloy after solution treatment has been studied by isothermal compression tests as well as quantitativemetallographic analysis. On the basis of the data obtained from the tests, predicting models for equivalent grainsize and recrystallization volume fraction have been established with an artificial neural network method. An FEnumerical simulation system has been developed to simulate the distribution of microstructure in Ti-15-3 alloy afterhot back extrusion and solution treatment by combining the neural network model with thermal-mechanical coupledrigid-viscoplastic FE model. Corresponding experimental research is performed. The agreement of the simulatedresults with measured ones shows that the simulation system is reliable.

关键词： Ti-15-3 alloy, Neural retwork, FE model, Simulation

Effect of Bimodal Quasicrystal Phase on the Dynamic Recrystallization of Mg–Zn–Gd Alloy during High-Pressure Torsion

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Acta Metallurgica Sinica(English Letters) 2024年第7期37卷 1128-1134页

作者： Ping Li Shuangwu Xia Junfu Dong Liangwei Dai Zhicheng Luo kemin xue School of Material Science and Engineering Hefei University of TechnologyHefei230009China

The Mg–Zn–Gd alloy with quasicrystal icosahedral phase was processed by high-pressure torsion (HPT). The effect of bimodal I-phase on the dynamic recrystallization was analyzed by transmission electron microscopy. The results showed that the block I-phase can stimulate obvious particle-stimulated nucleation and dynamic recrystallization (DRX) grains were preferentially formed after HPT for 5 turns, while the granular I-phase only promoted the generation of sub-grains. The orientation relationship was determined as twofold//[1210] and fivefold//(0002)_(Mg). Moreover, after HPT for 9 turns, the DRX grains induced by block I-phase appeared to grow up and coarsened. Compared with block I-phase, the grains induced by granular I-phase presented much smaller size and distributed more homogeneous due to the strong pinning effect.

关键词： High-pressure torsion(HPT)-Quasicrystal phase Dynamic recrystallization Particle-stimulated nucleation Orientation relationship

轧制态7A60铝合金的热压缩显微组织及流变行为

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材料导报 2018年第8期32卷 1306-1310页

作者：薛克敏薄冬青李萍合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009 合肥工业大学智能制造技术研究院合肥230009

对轧制态7A60铝合金在应变速率为0.1~0.01s-1、变形温度为250~350℃条件下热压缩的显微组织特征和流变应力进行实验研究。结果表明:随着应变速率的降低和温度的升高,材料的各向异性减弱,均匀性增强,晶粒发生明显粗化;在热变形的过程中... 详细信息

对轧制态7A60铝合金在应变速率为0.1~0.01s-1、变形温度为250~350℃条件下热压缩的显微组织特征和流变应力进行实验研究。结果表明:随着应变速率的降低和温度的升高,材料的各向异性减弱,均匀性增强,晶粒发生明显粗化;在热变形的过程中该合金的主要软化机制为动态回复和动态再结晶,峰值应力随应变速率的增加而增大,随温度的升高而降低,在应变速率为0.01s-1时发生了明显的非连续动态再结晶行为。合金热变形的流变应力行为可用双曲正弦函数来表示,其热激活能为438.981kJ/mol。

关键词： 7A60铝合金热压缩显微组织流变应力本构方程

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纯钼烧结体弹/塑性力学行为研究

稀有金属材料与工程 2013年第4期42卷 805-808页

作者：李萍薛克敏合肥工业大学安徽合肥230009

采用真空烧结技术制备了不同密度的钼试样,通过在MTS810试验机上进行室温准静态单向压缩试验,研究了在不同的初始密度下,纯钼烧结体压缩变形流变应力的变化规律。建立了流变应力的数学模型以及弹/塑性参数的计算模型。基于可压缩连续体... 详细信息

采用真空烧结技术制备了不同密度的钼试样,通过在MTS810试验机上进行室温准静态单向压缩试验,研究了在不同的初始密度下,纯钼烧结体压缩变形流变应力的变化规律。建立了流变应力的数学模型以及弹/塑性参数的计算模型。基于可压缩连续体的屈服准则和塑性本构关系,确定了纯钼烧结材料压缩变形的屈服条件及其弹/塑性本构关系。

关键词：弹塑性本构模型屈服条件纯钼烧结体

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纯钼烧结体压缩变形本构模型建立

固体力学学报 2012年第3期33卷 331-335页

作者：李萍薛克敏合肥工业大学材料科学与工程学院合肥230009

基于可压缩连续材料的屈服准则和塑性本构关系,推导了粉末烧结材料的压缩变形屈服条件.采用真空烧结技术制备了不同密度的钼,通过在MTS810实验机上进行单向压缩试验,研究了在不同的初始密度、变形温度和应变速率的条件下,纯钼烧结体压... 详细信息

基于可压缩连续材料的屈服准则和塑性本构关系,推导了粉末烧结材料的压缩变形屈服条件.采用真空烧结技术制备了不同密度的钼,通过在MTS810实验机上进行单向压缩试验,研究了在不同的初始密度、变形温度和应变速率的条件下,纯钼烧结体压缩变形流变应力的变化规律.建立了其流变应力的经验回归模型,进而确定了纯钼烧结材料压缩变形的屈服条件.在此基础上,建立了钼粉烧结材料压缩变形的弹塑性本构模型.这些研究对于提高钼粉烧结材料成形工艺模拟的精度和制定合理的塑性成形工艺具有重要意义.

关键词：本构模型屈服条件纯钼烧结体压缩变形

Ti-15-3合金热变形固溶显微组织的多重分形研究

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稀有金属材料与工程 2009年第A01期38卷 501-504页

作者：李萍薛克敏合肥工业大学安徽合肥230009

以Ti-15-3(Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)合金热变形固溶再结晶显微组织的金相照片作为研究对象,基于Matlab软件平台,自行开发了图像处理及多重分形分析程序,实现了从材料组织结构形貌图像上提取其相应的概率测度和标度指数的功能,并计算了多重... 详细信息

以Ti-15-3(Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al)合金热变形固溶再结晶显微组织的金相照片作为研究对象,基于Matlab软件平台,自行开发了图像处理及多重分形分析程序,实现了从材料组织结构形貌图像上提取其相应的概率测度和标度指数的功能,并计算了多重分形谱。结果表明,在当前的观测尺度范围内,Ti-15-3合金热变形固溶再结晶显微组织具有多重分形特征。且随着再结晶晶粒尺寸的增大和形变晶粒尺寸的减小,多重分形谱宽Δα减小,表明显微组织分布越均匀。另外,在再结晶晶粒尺寸相差不大时,随着再结晶百分数的增大,最大最小概率子集维数的差值Δf增加,再结晶晶粒为主导分布,显微组织更为细化均匀。这些研究为材料组织结构的定量表征提供了新的思路。

关键词：热变形显微组织多重分形 Ti-15-3合金固溶

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纯钨高压扭转晶界演化和非平衡晶界形成机理

稀有金属材料与工程 2022年第7期51卷 2545-2551页

作者：薛克敏周玉峰王雪李萍合肥工业大学材料科学与工程学院安徽合肥230000

本研究在550℃下对纯钨分别进行了1、2、5和10圈的高压扭转变形,并对变形前后的微观组织进行了EBSD和TEM表征。结果显示,纯钨经过大塑性变形后,晶粒得到细化,大角度晶界比例上升,同时晶内位错逐渐向晶界处移动并产生有序化排列。采用修... 详细信息

本研究在550℃下对纯钨分别进行了1、2、5和10圈的高压扭转变形,并对变形前后的微观组织进行了EBSD和TEM表征。结果显示,纯钨经过大塑性变形后,晶粒得到细化,大角度晶界比例上升,同时晶内位错逐渐向晶界处移动并产生有序化排列。采用修正位错模型对变形前后的晶界能量进行了计算,计算结果表明纯钨在经过大塑性变形后,晶界上的能量升高并且能量主要来自于变形过程中在晶界处积累的额外位错。同时在变形后的试样中观察到了一种特殊的非平衡晶界,分析可知非平衡晶界的形成条件是材料晶粒尺寸在位错平均自由程以下,并且是在大塑性变形材料中形成的。其在TEM高分辨下的形貌特征表现为较宽的晶界厚度和晶面干涉形成的莫尔条纹。

关键词：纯钨高压扭转晶界演化非平衡晶界

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纯钼高压扭转过程中微纳尺度的力学性能

稀有金属材料与工程 2019年第6期48卷 2033-2037页

作者：薛克敏王喆刘梅王雪李萍合肥工业大学

对工业烧结纯钼在室温下进行了压力为6GPa,扭转圈数为1、2和5圈的高压扭转实验,借助纳米压痕测试技术对变形前后试样进行了力学性能表征,通过有限元模拟获得了不同变形程度试样的应力-应变曲线。结果表明:高压扭转对纯钼力学性能具有显... 详细信息

对工业烧结纯钼在室温下进行了压力为6GPa,扭转圈数为1、2和5圈的高压扭转实验,借助纳米压痕测试技术对变形前后试样进行了力学性能表征,通过有限元模拟获得了不同变形程度试样的应力-应变曲线。结果表明:高压扭转对纯钼力学性能具有显著的强化作用,变形前后试样的纳米硬度和屈服强度分别从3.02 GPa和970 MPa升高至7.80 GPa和3370 MPa。分析认为,细晶强化和位错强化是强度提升的主要因素。然而,高压扭转变形导致的位错增殖和残余应力升高使材料的弹性模量随应变量的增大而逐步降低。此外,基于有限元模拟所得的应力-应变曲线,建立了高压扭转过程中应力和等效应变之间的关系,讨论了大塑性变形过程中的硬化行为。

关键词：高压扭转纯钼纳米压痕有限元模拟硬化行为