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动态载荷下7005铝合金力学行为及数值模拟

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材料导报 2019年第4期33卷 670-673页

作者：徐从昌叶拓唐明郭鹏程唐徐吴远志李落星湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 湖南工学院汽车零部件技术研究院衡阳421002 湖南大学土木学院长沙410082

本工作研究了7005铝合金在应变速率为(1～5)×103s-1条件下的力学行为。结果表明,7005铝合金有明显的应变速率敏感性。利用最小二乘法求得了材料的Johnson-Cook本构参数;应用ABAQUS软件,研究了高应变速率下的帽型试样的绝热剪切变形历... 详细信息

本工作研究了7005铝合金在应变速率为(1～5)×103s-1条件下的力学行为。结果表明,7005铝合金有明显的应变速率敏感性。利用最小二乘法求得了材料的Johnson-Cook本构参数;应用ABAQUS软件,研究了高应变速率下的帽型试样的绝热剪切变形历程。数值模拟得到的应力-应变曲线与实验结果吻合。温度场的计算为绝热剪切带内微观组织是否发生动态再结晶提供了依据,当应变速率为15 000 s-1时,在120～240μs内,相比初始温度,试样的平均温升达到405℃。通过对冲击后试样的微观组织观测发现,绝热剪切带中有大量的等轴晶,具有典型的再结晶组织特征。7005铝合金在高应变速率下的变形温升和动态再结晶软化行为,将为其在汽车碰撞构件中的应用提供指导作用。

关键词： 7005铝合金应变速率敏感性数值模拟绝热剪切

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车用高强钢激光填充热丝对接焊间隙裕度研究

中国激光 2013年第7期40卷 94-100页

作者：张屹谭力鹏张成磊湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082

对接装配精度是制约车身零件激光对接焊技术应用的重要因素之一。采用激光填充热丝焊,对1.2mm厚车用高强钢DP800在不同对接间隙条件下进行了对接间隙裕度的研究。通过优化焊接参数,在间隙达到母材厚度的100%(1.2mm)时得到表面成形良好... 详细信息

对接装配精度是制约车身零件激光对接焊技术应用的重要因素之一。采用激光填充热丝焊,对1.2mm厚车用高强钢DP800在不同对接间隙条件下进行了对接间隙裕度的研究。通过优化焊接参数,在间隙达到母材厚度的100%(1.2mm)时得到表面成形良好的焊缝。焊后对焊缝的成分分布、金相组织及力学性能进行了分析。焊接结果表明,对接间隙变化对焊缝成分分布及金相组织无明显影响;焊缝的拉伸强度在对接间隙不大于母材厚度的83%(1.0mm)时大于母材,在间隙为母材厚度的100%(1.2mm)时达到母材强度的89.9%。采用激光填充热丝焊能显著降低激光对接焊车身零件对装配间隙的要求。

关键词：激光技术激光焊接对接间隙裕度热丝高强钢

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基于压电分流技术的PT对称梁散射特性研究

湖南大学学报（自然科学版） 2022年第8期49卷 61-71页

作者：王刚罗彩明张晓东湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082

为了解决宇称-时间(Parity-Time,PT)对称结构存在结构复杂、奇异点难以调谐的问题,基于压电分流技术,设计一种针对弯曲波的PT对称梁.推导PT对称条件,基于等效介质法和有限元法,验证所设计增益单元、损耗单元的等效参数满足该PT对称条件... 详细信息

为了解决宇称-时间(Parity-Time,PT)对称结构存在结构复杂、奇异点难以调谐的问题,基于压电分流技术,设计一种针对弯曲波的PT对称梁.推导PT对称条件,基于等效介质法和有限元法,验证所设计增益单元、损耗单元的等效参数满足该PT对称条件,并通过改变谐振频率和分流电阻研究了奇异点的可调性.通过传递矩阵法和有限元法,对PT对称梁的散射特性进行分析,讨论单向无反射点与奇异点之间的关系.理论计算和仿真结果表明,PT对称梁有包括511 Hz和520.5 Hz在内的多个奇异点.弯曲波频率为511 Hz的弯曲波从右端入射时反射系数趋于零,而弯曲波频率为520.5 Hz时,它必须施加在左端从而达到完全透射而不产生反射.

关键词：压电材料弯曲波宇称-时间对称奇异点单向无反射散射矩阵

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挤压态6013-T4铝合金在动态冲击载荷下的变形行为及其微观机理

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材料研究学报 2019年第2期33卷 109-116页

作者：叶拓吴远志刘安民唐徐李落星湖南工学院汽车零部件技术研究院衡阳421002 湖南大学汽车车身先进设计与制造国家重点实验室长沙410082 湖南工学院机械工程学院衡阳421002

使用霍普金森压杆试验装置进行挤压态6013-T4铝合金的室温动态压缩实验,应变速率为1×103～3×103 s-1。结果表明,6013-T4铝合金在动态压缩过程中表现出明显的应变硬化和正应变速率敏感性;随着应变和应变速率的提高位错密度增大,在高应... 详细信息

使用霍普金森压杆试验装置进行挤压态6013-T4铝合金的室温动态压缩实验,应变速率为1×103～3×103 s-1。结果表明,6013-T4铝合金在动态压缩过程中表现出明显的应变硬化和正应变速率敏感性;随着应变和应变速率的提高位错密度增大,在高应变速率和大应变量变形后试样的位错塞积显著。在相同的变形条件下0°方向试样的应力总是最高,而45°方向试样的应力最低。挤压态6013-T4合金的主要织构类型为{112}和{110}。对于{112}织构,0°、45°和90°方向的最大施密特因子分别为0.27、0.49和0.41。对于{110}织构,最大施密特因子分别为0.27、0.43和0.41。0°方向的施密特因子最小,使该方向的应力水平较高。在相同的应变速率和应变量条件下动态压缩变形时,0°方向试样的位错密度更高。在冲击件的材料选择和结构设计中有必要考虑材料的应变速率敏感性、力学性能各向异性以及微观组织的演变。

关键词：金属材料 6013-T4铝合金动态压缩各向异性微观组织演变

固溶处理对ZK60镁合金生物腐蚀性能的影响

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特种铸造及有色合金 2018年第7期38卷 701-704页

作者：李庆芬吴远志邓彬李理刘伟叶拓刘安民湖南工学院机械工程学院湖南工学院汽车零部件技术研究院汽车泵类零部件设计制造技术国家地方联合工程实验室

对ZK60镁合金进行不同温度固溶处理,采用浸泡腐蚀、电化学测量研究了固溶处理后合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀性能。利用OM(金相观察)与SEM(扫描电镜)对合金组织、腐蚀产物和腐蚀形貌进行观察,并使用EDS对腐蚀产物成分进行分析。结果表明... 详细信息

对ZK60镁合金进行不同温度固溶处理,采用浸泡腐蚀、电化学测量研究了固溶处理后合金在模拟体液(SBF)中的腐蚀性能。利用OM(金相观察)与SEM(扫描电镜)对合金组织、腐蚀产物和腐蚀形貌进行观察,并使用EDS对腐蚀产物成分进行分析。结果表明,经固溶处理后,铸态合金中第二相逐步溶解,降低了合金基体与第二相的电位差,使合金电偶腐蚀和局部腐蚀的倾向减弱,耐腐蚀性能提高。经330℃固溶处理后的ZK60合金,腐蚀速率为2.573mm/a,腐蚀电流密度与腐蚀电位分别为0.205mA/cm^2和-1.504V,生物耐腐蚀性能理想。

关键词： ZK60镁合金固溶温度模拟体液生物腐蚀性能

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比例因子法在冲压件外轮廓线优化中的应用

中国机械工程 2007年第1期18卷 90-94页

作者：聂昕成艾国钟志华申丹凤湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

汽车覆盖件中,存在着大量的翻边特征,而翻边零件的修边线直接影响到修边模的设计和翻边后零件的质量。在实际生产中,为了得到合适的拉延件翻边高度,要反复修正修边模轮廓,造成大量人力财力的浪费。运用计算机仿真技术模拟修边、翻边工序... 详细信息

汽车覆盖件中,存在着大量的翻边特征,而翻边零件的修边线直接影响到修边模的设计和翻边后零件的质量。在实际生产中,为了得到合适的拉延件翻边高度,要反复修正修边模轮廓,造成大量人力财力的浪费。运用计算机仿真技术模拟修边、翻边工序,提出了一种轮廓线优化方法———比例因子法,运用该方法并结合截面线法解决了工程中某翼子板的修边线优化设计问题,并通过与逆算法的比较,显示了该方法的高精度性。实践证明,比例因子法不仅能够缩短模具设计周期,还可显著节约设计制造成本。

关键词：比例因子法逆算法冲压件修边线截面线法翼子板

采用基于耦合测试的虚拟试验台架预测车身疲劳寿命

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汽车工程 2012年第11期34卷 1010-1014页

作者：周泽李光耀成艾国唐传湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

本文中首次采用与测试数据耦合的方法获取虚拟试验台架的驱动文件,作为准确的路面激励输入,以提高疲劳仿真精度。在某车型耐久性能优化中,运用该技术提高了零件的疲劳寿命。仿真与耐久性试验结果的对比表明,该方法计算精度高且资源消耗... 详细信息

本文中首次采用与测试数据耦合的方法获取虚拟试验台架的驱动文件,作为准确的路面激励输入,以提高疲劳仿真精度。在某车型耐久性能优化中,运用该技术提高了零件的疲劳寿命。仿真与耐久性试验结果的对比表明,该方法计算精度高且资源消耗少,能有效指导汽车结构设计。

关键词：虚拟试验台架耦合测试数据车身疲劳寿命

基于传递路径分析的动力传动系统NVH性能匹配研究

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汽车工程 2017年第3期39卷 343-350页

作者：何智成尹瑞林郝耀东湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054

本文中对前置后驱汽车动力传动系统激振力的分配和传递路径进行了研究。通过在整车刚柔耦合模型上施加动力传动系统激振力,提取车辆关键硬点载荷并据此进行NVH性能的传递路径分析,从而对动力传动系统的主要参数进行匹配。针对某搭载四... 详细信息

本文中对前置后驱汽车动力传动系统激振力的分配和传递路径进行了研究。通过在整车刚柔耦合模型上施加动力传动系统激振力,提取车辆关键硬点载荷并据此进行NVH性能的传递路径分析,从而对动力传动系统的主要参数进行匹配。针对某搭载四缸发动机前置后驱微车车内中低频轰鸣噪声问题,采用多体动力学方法和有限元法建立整车刚柔耦合模型,并通过K&C试验和动态载荷试验验证了模型的准确性后,计算该车型在3挡全油门工况下的关键硬点载荷。根据噪声传递路径分析结果对动力传动系统参数进行匹配优化。试验结果表明,优化匹配后车内噪声明显下降,有效解决了中低频轰鸣问题。

关键词：动力传动系统匹配多体动力学有限元法传递路径分析车内噪声

基于Atkinson循环发动机的燃油消耗率优化方法对比研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2017年第8期44卷 15-22页

作者：杨靖薛川刘凯敏江武张纯标冯仁华湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082 重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054

针对利用GT-Power详细模型耦合遗传算法(方案1)优化Atkinson循环发动机燃油消耗率时,存在公认的不易收敛且计算缓慢的问题,提出了神经网络简化模型耦合遗传算法(方案2)进行全局优化并与方案1进行比对.方案1利用GT-Power搭建某Atkinson... 详细信息

针对利用GT-Power详细模型耦合遗传算法(方案1)优化Atkinson循环发动机燃油消耗率时,存在公认的不易收敛且计算缓慢的问题,提出了神经网络简化模型耦合遗传算法(方案2)进行全局优化并与方案1进行比对.方案1利用GT-Power搭建某Atkinson循环发动机详细仿真模型,应用Heywood公式建立爆震预测模型,并耦合遗传算法对Atkinson循环发动机燃油消耗率进行优化;方案2则利用拉丁超立方算法采集4 500个实验点,将GT-Power详细模型及爆震模型简化为神经网络模型,通过简化模型耦合遗传算法进行优化.研究结果表明:利用方案2可以将Atkinson循环发动机的实际燃油消耗率最多降低4.6%,且仿真优化结果相对实际优化结果的最大误差率仅为7.3%,同时相对于方案1仿真优化时间最大可节省322倍.因此,采用方案2替代方案1用于Atkinson循环发动机燃油消耗率的快速全局优化是切实可行的方法.

关键词： Atkinson循环燃油消耗率优化方法人工神经网络模型遗传算法