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AZ31镁合金带材热辊轧制温度及变形均匀性

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中国有色金属学报 2023年第12期33卷 3991-4001页

作者：梅瑞斌包立张欣李长生刘相华东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819 东北大学秦皇岛分校资源与材料学院秦皇岛066004

利用热-力耦合有限元法分析不同工艺参数对热辊轧制AZ31镁合金常温带材过程温度及变形规律,并开展免道次间退火的多道次热辊轧制带材实验和组织性能测试。结果表明:热辊轧制能够实现轧件温升与轧制变形同步进行。在接触换热和热传导作用... 详细信息

利用热-力耦合有限元法分析不同工艺参数对热辊轧制AZ31镁合金常温带材过程温度及变形规律,并开展免道次间退火的多道次热辊轧制带材实验和组织性能测试。结果表明:热辊轧制能够实现轧件温升与轧制变形同步进行。在接触换热和热传导作用下,带材表面与心部温差先增加后减小。入口厚度、辊面温度及压下率增加和轧制速度降低使得带材温升更为显著。带材表面和心部的应变速率差呈周期性上下波动,减小入口厚度和轧制速度有利于变形均匀性调控,辊面温度为300~400℃、轧制速度0.01~0.1 m/s、单道次压下率20%~30%的条件有助于改善温度和变形均匀性。多道次热辊轧后,带材组织内存在小于1μm的超细晶晶粒,平均晶粒尺寸约为2~3μm;带材最大伸长率约为30.7%,抗拉强度达到372 MPa,力学性能较优。

关键词：热辊轧制 AZ31镁合金有限元温度变形均匀性

超大型空心钢锭翻转变形均匀性和压实效果研究

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机械工程学报 2016年第8期52卷 90-96页

作者：刘敏马庆贤刘功梅清华大学机械工程系北京100084 清华大学先进成形制造教育部重点实验室北京100084 中国长江三峡集团公司成都610041

20Mn5超大型空心钢锭在上平下V砧翻转芯轴拔长过程中采用普通V砧进行顺序翻转,锻件变形极不均匀且存在密集型疏松缺陷。通过DEFORM-3D数值模拟和理论推导,定量给出发散角和理论翻转角度与V砧角度和压下率的关系,提出不同压下率下的普通... 详细信息

20Mn5超大型空心钢锭在上平下V砧翻转芯轴拔长过程中采用普通V砧进行顺序翻转,锻件变形极不均匀且存在密集型疏松缺陷。通过DEFORM-3D数值模拟和理论推导,定量给出发散角和理论翻转角度与V砧角度和压下率的关系,提出不同压下率下的普通V砧翻转新工艺。数值模拟和物理试验结果表明,单砧压下时大圆角V砧和凸型V砧两种新型V砧的变形均匀性和压实效果均要优于普通V砧。翻转拔长模拟结果表明,不同压下率下凸型V砧、大圆角V砧和普通V砧翻转新工艺的变形均匀性和压实效果均要优于普通V砧顺序翻转,其中大圆角V砧翻转新工艺的变形均匀性最优,凸型V砧翻转新工艺的压实效果最优。研究结果可为国产大型筒体锻件空心钢锭锻造工艺规范的制定提供重要理论参考。

关键词：空心钢锭芯轴拔长翻转新工艺变形均匀性压实效果

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基于变形均匀性的锻造模具形状优化设计方法

机械工程学报 2000年第10期36卷 64-67,85页

作者：赵新海赵国群王广春山东工业大学模具工程技术研究中心济南250061

以直接设计预成形模具形状为目标，提出并建立了一种控制变形均匀性的灵敏度分析理论和模具形状优化设计方法。以任意单元的等效应变与所有单元的平均等效应变的差值的平方和作为目标函数，Ｂ样条曲线表示模具形状，Ｂ样条曲线控制点坐... 详细信息

以直接设计预成形模具形状为目标，提出并建立了一种控制变形均匀性的灵敏度分析理论和模具形状优化设计方法。以任意单元的等效应变与所有单元的平均等效应变的差值的平方和作为目标函数，Ｂ样条曲线表示模具形状，Ｂ样条曲线控制点坐标作为优化设计变量，优化设计的目标是通过设计预成形模具形状使目标函数最小，即使整个工件的变形尽可能均匀。给出了目标函数的表达形式，详细推导了目标函数、单元等效应变率和单元各应变率分量对优化设计变量的灵敏度，给出了优化设计的步骤。应用该方法对圆柱体平模镦粗工艺进行预成形优化设计，给出了相应的优化设计结果，并提出了一种检验优化结果的变形均匀因子，优化与未优化结果的比较表明优化取得了良好的效果。

关键词：灵敏度分析变形均匀性锻造模具形状优化设计

应用基于FEM的预成形最优化方法提高锻件变形均匀性

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航空学报 2005年第6期26卷 764-767页

作者：杨艳慧刘东罗子健闫世成西北工业大学材料科学与工程学院陕西西安710072

锻件变形分布不均匀将导致锻件各部位的组织和性能产生很大差异。应用基于正向有限元数值模拟和最优化方法进行坯料预成形设计的新方法,可显著提高锻件各部位的变形均匀性。首先介绍了以提高锻件变形分布均匀性为目的的坯料预成形最优... 详细信息

锻件变形分布不均匀将导致锻件各部位的组织和性能产生很大差异。应用基于正向有限元数值模拟和最优化方法进行坯料预成形设计的新方法,可显著提高锻件各部位的变形均匀性。首先介绍了以提高锻件变形分布均匀性为目的的坯料预成形最优化方法的基本原理,并针对典型的IN718合金涡轮盘锻件进行了坯料预成形设计。给出了预成形坯料与普通圆柱坯料的对比结果,并进行了相应的试验验证。结果表明,应用这种方法对IN718合金涡轮盘锻件进行坯料预成形设计,可使盘锻件各部位变形均匀性明显改善。

关键词：预成形最优化有限元 IN718合金涡轮盘锻件变形均匀性

基于DEFORM-3D对AZ31镁合金往复挤压变形均匀性有限元分析

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塑性工程学报 2019年第3期26卷 17-24页

作者：马健郭学锋杨文朋崔红保于合帅河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000 河南省高性能轻金属材料及其数值模拟国际联合实验室河南焦作454000

通过DEFORM-3D对不同的模具进行往复挤压变形有限元模拟,研究了不同挤压比λ、挤压角度θ和变形区长度l对AZ31镁合金等效应变分布的影响。结果表明:模具挤压角度在45°~60°时,有助于改善等效应变分布的均匀性,挤压角度由30°增大至60°... 详细信息

通过DEFORM-3D对不同的模具进行往复挤压变形有限元模拟,研究了不同挤压比λ、挤压角度θ和变形区长度l对AZ31镁合金等效应变分布的影响。结果表明:模具挤压角度在45°~60°时,有助于改善等效应变分布的均匀性,挤压角度由30°增大至60°时,线性拟合后斜率从0. 85降至0. 53。减小挤压比λ和变形区长度l对改善等效应变分布均匀性效果显著,挤压比λ由4. 69减小至2. 64时,线性拟合后斜率从0. 53降低至0. 2。变形区长度l由5. 4 mm变为圆弧过渡(圆角半径r=5 mm),等效应变不均匀程度参数Ci从0. 4减小至0. 258。当模具挤压角度为45°,颈缩区直径为Φ16 mm (λ=2. 64),变形区长度l改为r=5 mm圆弧过渡时,试样等效应变不均匀程度参数Ci=0. 102,在模拟结果中数值最小,表明等效应变分布最均匀。

关键词： DEFORM-3D 有限元分析往复挤压变形均匀性 AZ31镁合金

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芯轴拔长过程中翻转组合对变形均匀性的影响

塑性工程学报 2020年第8期27卷 18-24页

作者：李新生王广春丁明琦田晨晟谷国超吕宇鹏金雷科技股份公司山东济南271104 山东大学材料科学与工程学院山东济南250061

通过有限元数值模拟,分析了芯轴拔长单步下压时变形区域形状特征,给出了下压量对大变形区形态特征的影响规律,获得了单圈芯轴拔长过程中翻转角度及其下压量对整体截面变形分布的影响规律,分析给出了芯轴拔长过程中周向变形不均匀的成因... 详细信息

通过有限元数值模拟,分析了芯轴拔长单步下压时变形区域形状特征,给出了下压量对大变形区形态特征的影响规律,获得了单圈芯轴拔长过程中翻转角度及其下压量对整体截面变形分布的影响规律,分析给出了芯轴拔长过程中周向变形不均匀的成因。在上述研究基础上,研究了不同组合方式的圈次间翻转方案对变形分布的影响,模拟结果表明,圈次间对称翻转方案较其它方案的变形均匀性得到明显提高。进行了45°与60°翻转缩比铅试样芯轴拔长变形的实验研究,顺序翻转过程中的实际下压量与模拟获得的压下量无论从趋势上还是数值上都具有较高的一致性,验证了通过数值模拟给出的圈次间对称翻转方案可有效提高芯轴拔长变形均匀性结论的可信性。

关键词：芯轴拔长变形均匀性翻转角度翻转组合

铝合金锻造开坯变形均匀性数值模拟与实验验证

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锻压技术 2022年第8期47卷 1-6,28页

作者：李鹏伟李翌瑞蔡安辉王昕周宏志湖南理工学院机械工程学院湖南岳阳414000 复杂结构拓扑创新设计与制造湖南省工程研究中心湖南岳阳414000 电磁装备设计与制造湖南省重点实验室湖南岳阳414000

锻造开坯变形均匀性是影响锻件质量的重要因素。以2A14铝合金为研究对象,利用Deform-3D有限元软件对锻坯应变场进行模拟,通过引入平均等效应变ε_(ave)、变形均匀系数a,结合晶粒形貌观察和拉伸力学性能测试,对“单向镦粗”和“多向镦粗... 详细信息

锻造开坯变形均匀性是影响锻件质量的重要因素。以2A14铝合金为研究对象,利用Deform-3D有限元软件对锻坯应变场进行模拟,通过引入平均等效应变ε_(ave)、变形均匀系数a,结合晶粒形貌观察和拉伸力学性能测试,对“单向镦粗”和“多向镦粗”两种锻造开坯工艺的变形均匀性进行定量和定性分析。研究结果表明:“多向镦粗”锻造开坯工艺的变形均匀性较“单向镦粗”锻造开坯工艺好,且锻造累积应变量越大,变形均匀性越好,力学性能各向异性越弱。2A14铝合金在多向镦粗锻造开坯过程中,随着累积应变量的增加,晶粒细化机制由晶粒破碎机制逐渐转变为连续动态再结晶机制。

关键词：锻造开坯变形均匀性多向镦粗晶粒细化 2A14铝合金