正交各向异性韧性材料的损伤力学

 以含内变量的不可逆热力学基本原理,最小强度原理、正交性流动法则,以及Hill所定义的有效应力等为基础,引入含内损伤变量的比自由能和塑性势,建立了正交各向异性韧性材料的损伤模型和损伤演化方程。并用正交各向异性板材破坏成形的实验数据对本文所建立的损伤演化方程作了验证,结果表明,该模型和损伤演化方程是合理的。     

GH169合金细晶锻造工艺研究

为了提高涡轮盘的强度和低周疲劳性能,要求锻件具有ASTM10级以上的细晶组织国外在大型压力机上采用低温大变形锻造和直接时效热处理以获得性能良好的细晶锻件,而我国则试图采用锻锤生产GH169合金涡轮盘锻件,因此,需要探索适合国情的GH169合金细晶锻造工艺。根据以往的研究,δ相对GH169合金的显微组织有明显影响,因而可     

GH169合金涡轮盘锻坯加热过程数值模拟

 本文采用基于热平衡原理的有限差分法对GH169合金涡轮盘锻坯的加热过程进行了模拟。计算结果表明:坯料不包套,在加热的最初阶段,坯料内部将因温差大而产生较大的热应力,采用包套加热,加热时间将延长,但坯料内部温度均匀,因而可采用一段制加热,这样,能够缩短加热时间,改善锻件质量。     

应用基于FEM的预成形最优化方法提高锻件变形均匀性

 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。     

GH4169合金直接时效锻造过程的数值模拟

 直接时效（DA）锻造工艺已成为生产GH4169合金涡轮盘锻件的基本方法之一。但实施DA锻造工艺时，锻造过程的各个环节要求严格控制，而且要有足够吨位的设备。参照在压力机上实施DA工艺的终锻过程，用有限元变形-传热耦合分析方法对直径520mm和高度190mm的GH4169合金坯料在不同情况下的镦粗过程进行了数值模拟。大量计算结果表明，在压力机上实施DA锻造工艺时，为了获得优质GH4169合金涡轮盘锻件，应合理确定压力机滑块速度，尽可能改善润滑情况及适当提高模具预热温度。对于GH4169合金涡轮盘锻件，采用等温DA锻造工艺可能是最佳的选择。研究结果对于在国内的生产条件下实施GH4169合金DA锻造工艺具有指导作用。     

超塑性圆板自由胀形过程的反向模拟方法

 提出一种超塑性圆板自由胀形过程的反向模拟方法,由此可以按胀形件要求的壁厚均匀性确定原始坯料的厚度分布。讨论了胀形过程的各种因素对原始坯料厚度分布的影响;提供了保证获得均匀壁厚胀形件的原始坯料厚度的估算公式,可供设计采用。     

LF6铝合金超塑性研究

 本文对硬状态LF6铝合金板材的超塑性进行了研究。发现这种状态的合金,不需专门的预处理,就可呈现出很显著的超塑效应,其延伸率可达463％。力学特性和金相研究结果表明,LF6铝合金由于第二相粒子的作用,可以获得细小、稳定的晶粒,因而其超塑效应十分显著。此合金超塑变形的主要机制是晶界滑移,起调节作用的机制主要是品内滑移。本文的研究工作可使某些合金超塑成形的预处理工作结合在原材料生产过程中进行,从而可以简化超塑成形的工艺过程,扩大这种新工艺的应用范围。     

TC11钛合金整体叶盘锻件组织均匀性评价方法

根据锻件内热力参数分布情况建立了基于Taguchi方法的损失函数,探索盘类锻件组织均匀性数值评价方法。应用所建立的损失函数以及TC11钛合金整体叶盘的锻造过程有限元数值模拟结果,对TC11钛合金整体叶盘组织均匀性进行了数值评价,并进行了试验验证。结果表明,对于TC11钛合金整体叶盘锻件,应用本文建立的质量损失函数贡献因子得到的损失函数(情况2)的评价结果与实际生产得到的锻件内组织均匀性一致性好,且当质量损失函数值在0.33～0.44范围内时,锻件的组织均匀性能满足技术条件要求。     

离合器式螺旋压力机打击特性和锻造过程数值模拟

 对离合器式螺旋压力机的力能关系进行系统分析，以阐明其打击特性，进而建立了压力机打击力与工件变形功之间的数学模型。在有限元通用软件的基础上，应用所建立的数学模型对离合器式螺旋压力机上进行的IN718盘件模锻过程进行了有限元数值模拟，并与相关试验结果进行了对比。结果表明，所建立的模型可精确描述离合器式螺旋压力机在锻造过程中的运动学和力能特性，可精确预测锻件变形工艺力、变形功及压力机的打击力，为科学制定此类设备上的锻造工艺和有效控制锻件质量奠定了一定的基础。