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多电弧增材制造高强钢组织转变规律研究

机械工程学报 2025年

作者：何天英余圣甫周杰肖宇江汉大学智能制造学院华中科技大学材料成形与模具国家重点实验室武汉理工大学机电工程学院

多电弧增材制造技术是实现大型高强钢构件高性能、高效率增材制造的重要新途径。模拟了多电弧增材制造直壁温度场，研究了堆积金属多次热循环下的组织特点；分析了3种不同水平间距时构件的组织性能，探究了多电弧增材制造组织调控机理... 详细信息

多电弧增材制造技术是实现大型高强钢构件高性能、高效率增材制造的重要新途径。模拟了多电弧增材制造直壁温度场，研究了堆积金属多次热循环下的组织特点；分析了3种不同水平间距时构件的组织性能，探究了多电弧增材制造组织调控机理。通过研究发现多电弧增材时堆积金属可分为凝固区、粗晶区、正火区与稳定区四个区域，随着多电弧枪水平间距的增加，堆积金属热循环曲线出现双高温峰特征，高温停留时间增加，平均冷却速度减慢。当水平间距为10 mm时，冷却速度最快，形成以马氏体和上贝氏体组成的组织，堆积金属强度最高韧性较差；当水平间距为30 mm，由于填充电弧的复热作用，冷却速度有所降低，形成以铁素体和板条状无碳化物贝氏体组织的组织，强度下降但是韧性有所上升；当水平间距为50 mm，堆积金属冷却速度最慢，高温停留时间最长，奥氏体晶粒粗化，形成尺寸较大的组织，其强度和韧性均有所下降。因此通过控制电弧枪水平间距实现高强钢堆积金属微观组织控制。

关键词：多电弧增材制造高强钢温度场与热循环组织转变组织调控

钣金零件设计与制造的辅助快速分析软件FASTAMP

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塑性工程学报 2005年第Z1期12卷 204-208,213页

作者：柳玉起李志刚杜亭章志兵华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室武汉430074 华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室武汉430074

基于改进的有限元逆算法开发了面向钣金零件设计与制造的商品化快速辅助分析软件FASTAMP.该软件考虑真实的冲压工艺参数和工艺条件,计算精度高、速度快,非常适合于分析钣金零件设计过程中可能存在的各种潜在缺陷,优化工艺设计,选择合适... 详细信息

基于改进的有限元逆算法开发了面向钣金零件设计与制造的商品化快速辅助分析软件FASTAMP.该软件考虑真实的冲压工艺参数和工艺条件,计算精度高、速度快,非常适合于分析钣金零件设计过程中可能存在的各种潜在缺陷,优化工艺设计,选择合适的板材,将产品设计、选材、工艺设计有机地联系起来,彻底改变传统产品与工艺设计过程中,主要依靠简单的解析理论、依靠经验和类比的设计思想.大幅度提高产品与模具设计制造效率,降低生产成本和开发周期,提高产品质量.

关键词：逆算法钣金零件产品设计工艺设计 FASTAMP软件

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板料成形过程中的质点变形不同步效应

华中科技大学学报（自然科学版） 2003年第6期31卷 13-15页

作者：李赞董湘怀李志刚华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室

提出了板料成形时质点变形不同步效应这一新概念 .通过有限元数值分析发现 :在板料成形过程中 ,板料凸缘上到凹模口的垂直距离相等且相互邻近的一些质点 ,如果移动和变形状态不同步 ,就能有效地减小成形过程中的流动阻力 ,从而大幅度地... 详细信息

提出了板料成形时质点变形不同步效应这一新概念 .通过有限元数值分析发现 :在板料成形过程中 ,板料凸缘上到凹模口的垂直距离相等且相互邻近的一些质点 ,如果移动和变形状态不同步 ,就能有效地减小成形过程中的流动阻力 ,从而大幅度地提高板材的成形性能 .

关键词：成形过程流动阻力质点不同步效应

最优化生产技术在模具企业车间作业计划中的应用研究

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中国机械工程 2002年第22期13卷 1928-1930页

作者：熊禾根李建军肖祥芷华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室

通过对作业计划编制方法和模具企业生产系统特点的简略分析与总结 ,提出在模具企业车间作业计划中运用最优化生产技术。研究了最优化生产技术应用于模具企业车间作业计划需要进一步改进的几个关键问题。针对模具企业生产过程的动态多变... 详细信息

通过对作业计划编制方法和模具企业生产系统特点的简略分析与总结 ,提出在模具企业车间作业计划中运用最优化生产技术。研究了最优化生产技术应用于模具企业车间作业计划需要进一步改进的几个关键问题。针对模具企业生产过程的动态多变性。

关键词：模具企业车间作业计划最优化生产技术生产系统

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基于格子玻耳兹曼的等离子射流场数值模拟

华中科技大学学报（自然科学版） 2003年第6期31卷 1-3页

作者：王桂兰朱杰英张海鸥华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室

采用格子玻耳兹曼 (LB)方法建立了等离子射流温度场和速度场的计算模型 ,与传统数值方法相比 ,LB方法具有直观的物理背景 .用正六边形 7 bit网格划分计算区域 ,通过选取适当的两套平衡分布函数和采用Chapman Enskog展开及多尺度技术导... 详细信息

采用格子玻耳兹曼 (LB)方法建立了等离子射流温度场和速度场的计算模型 ,与传统数值方法相比 ,LB方法具有直观的物理背景 .用正六边形 7 bit网格划分计算区域 ,通过选取适当的两套平衡分布函数和采用Chapman Enskog展开及多尺度技术导出了等离子射流场的宏观方程 ,并将计算结果与已有文献的实验结果进行了比较 ,验证了计算模型的有效性 ;计算结果表明。

关键词：大气等离子射流格子玻耳兹曼数值模拟

单件订货型生产企业车间作业计划中时间参数的转换及其算法研究

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中国机械工程 2004年第9期15卷 788-791页

作者：熊禾根李建军肖祥芷华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室

通过分析单件订货型企业车间作业计划过程中涉及的各种时间参数 ,提出一种包括时间参数前置处理和后置处理的车间作业计划思想 ,叙述了时间参数转换的概念、意义、方法和具体的转换算法。

关键词：单件订货型生产车间作业计划时间参数转换算法

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基于微分几何学的钢丝绳结构CAD

华中科技大学学报（自然科学版） 2003年第6期31卷 4-6页

作者：王桂兰赵瑞敏孙建芳张海鸥华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室

基于微分几何学建立了二次捻制钢丝绳中钢丝的空间曲线方程 ,分析了钢丝绳典型捻向组合对绳中二次捻制钢丝曲率的影响 ,探讨了绳捻距倍数对捻制钢丝之间接触角的影响 .研究结果表明 ,同向捻对二次捻制钢丝曲率影响比交互捻的大。

关键词：钢丝绳捻距倍数曲率接触角

3D打印仿生多重管状吸能结构碳纤维复合材料及其力学性能

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复合材料学报 2025年

作者：杨方鸿付韫辰钟佳明张代军信中华关博文王成博叶璐黄威北京航发北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室华中科技大学材料科学与工程学院

本文基于马蹄、骨骼等自然界生物组织的管状吸能结构启发，设计并制备了一种仿生多重管状结构的碳纤维复合材料。通过3D打印制造出具有多重管状结构的碳纤维复合材料，并引入紫外光固化技术使柔性聚氨酯树脂在管状结构中固化而形成异质... 详细信息

本文基于马蹄、骨骼等自然界生物组织的管状吸能结构启发，设计并制备了一种仿生多重管状结构的碳纤维复合材料。通过3D打印制造出具有多重管状结构的碳纤维复合材料，并引入紫外光固化技术使柔性聚氨酯树脂在管状结构中固化而形成异质界面，显著提升了材料的韧性和抗冲击能力。实验结果表明，该仿生结构材料在静态压缩测试中展现出延长的屈服阶段和优异的变形恢复能力，比强度和能量吸收密度可达130.6 [MPa/(g/cm3)]和44.6 J/g，高于传统的蜂窝吸能结构；在三点弯曲试验中表现出更长的塑性变形区域，其断裂韧性为碳纤维板的1.54倍；在冲击测试中，裂纹扩展受限于管的分布，并且通过异质界面破坏显著提高吸收能量，避免了材料发生灾难性破坏。该研究为复合材料的抗冲击设计提供了新的仿生策略，尤其在国防、航空航天等需要高韧性、高强度材料的应用领域，具有广泛的应用潜力和前景。

关键词：仿生管状结构 3D打印复合材料异质界面抗冲击性能

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等离子体射流中陶瓷颗粒的运动与加热

华中科技大学学报（自然科学版） 2006年第11期34卷 29-31页

作者：胡盛德张海鸥王桂兰华中科技大学塑性成形模拟与模具技术国家重点实验室

以格子Boltzmann等离子体射流模型和颗粒运动随机算法为基础,采用气态非平衡热传导方程计算颗粒表面和内部温度变化,对等离子体射流中陶瓷颗粒的热运动进行了数值模拟.模拟结果表明,陶瓷颗粒在等离子体射流中加热时颗粒内部可能出现相... 详细信息

以格子Boltzmann等离子体射流模型和颗粒运动随机算法为基础,采用气态非平衡热传导方程计算颗粒表面和内部温度变化,对等离子体射流中陶瓷颗粒的热运动进行了数值模拟.模拟结果表明,陶瓷颗粒在等离子体射流中加热时颗粒内部可能出现相当大的温差,此温差取决于所经过的等离子体温度,陶瓷颗粒表面温度可以高于也可以低于中心温度.离喷枪出口越近,沿射流横截面颗粒群平均速度和平均温度波动越大,波动较小的高速区滞后于波动较小的高温区.

关键词：等离子体射流陶瓷颗粒温度速度数值模拟