2017年, 第24卷, 第2期　
刊出日期：2017-04-28

上一期    下一期

• 全选
  |

• Select
  最小二乘支持向量机弯曲回弹元模型技术研究

  曹志勇, 夏巨谌, 金俊松, 王新云

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 1-9. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.001

  摘要 ( 67 ) PDF全文 ( 11 )   可视化   收藏

  影响大尺寸高强度U型折弯件回弹的变量众多，使得其弯曲回弹难以控制。提出一种基于约束的高斯过程潜变量（RGPLVM）筛选技术来进行最优变量的筛选和降维。将筛选出的变量作为决策变量，并以最小二乘支持向量机（LSSVM）为基础，构建了大尺寸高强度U型折弯件的最小二乘支持向量机（LSSVM）元模型。分别以支持向量机（SVM），LSSVM和BP神经网络为模型进行预测，并将预测结果与实际工程零件进行对比。结果表明LSSVM模型的预测结果更为接近实际零件的回弹情况，从而验证了所提方法的可行性。
• Select
  枝杈类锻件挤压过程折叠缺陷形成研究

  赵德颖, 张连东, 朱恩领, 赵明鑫

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 10-16. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.002

  摘要 ( 142 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  枝杈类锻件是工程领域中广泛应用的一种关键零件。采用数值模拟方法揭示枝杈类锻件挤压成形过程中极易出现的折叠缺陷的形成机理，通过节点示踪法追踪了折叠缺陷的演化过程，研究了挤压过程中的应变场、速度场、温度场，获得了挤压过程中金属流动规律，明确了折叠缺陷的形成过程。通过对枝杈类锻件挤压时变形金属的流动规律的试验研究，验证了数值分析及结果的正确性。数值模拟和试验结果表明，通过减小冲头底锥相对直径和摩擦因子或增大模具圆弧外端与冲头环形平面距离，可以有效抑制或消除折叠缺陷。
• Select
  拼焊板方盒件拉深成形过程变压边力曲线预测

  官英平, 马向东, 张登谦

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 17-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.003

  摘要 ( 102 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  基于有限元数值模拟软件LS-DYNAFORM，对拼焊板方盒形件拉深成形进行模拟研究。通过改变拉深成形过程中压边力这一最重要且易于控制的工艺参数，寻求拼焊板方盒形件拉深成形时较优的变压边力曲线加载形式。为预测不同工艺参数下拼焊板方盒形件拉深成形时的较优压边力加载曲线，建立了变压边力的BP神经网络预测模型，并将该模型预测的结果与数值模拟得到的结果进行对比分析。研究结果表明，拼焊板薄板采用变压边力、厚板采用恒定压边力、且薄板压边力不小于厚板压边力的加载形式，拼焊板成形件整体质量较好，焊缝移动量较小；神经网络预测模型能较好的预测拼焊板方盒形件拉深成形时的变压边力，与数值模拟结果的最大相对误差在12.3%以内。
• Select
  链模式变截面成形机理分析

  韩飞, 王秀坤, 孙勇, 丁士超

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 22-27. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.004

  摘要 ( 129 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  链模式成形是一种新型的板金属成形工艺，对链模式变截面成形过程中的材料流动规律和特点进行了计算机模拟仿真。模拟结果表明：变截面成形件的弯角处最大主应变较大，方向垂直弯曲面向外，边腿的凹弧区域最大主应变为拉应变，沿边腿的高度方向从高到低，最大主应变逐渐减小；边腿高度和成形角度对成形件纵向应变的影响较大，增大边腿高度和成形角度会增加边腿的纵向应变，材料属性对成形件的纵向应变影响较小。提取了仿真模型里变截面零件的纵向应变，结果显示，在变截面型材边腿上的4个圆弧位置纵向应变比较大，它们在成形的过程中发生了拉伸或者压缩的变形，而等效塑性应变主要集中在变截面型材的弯角部分。通过链模式变截面成形实验对模拟结果进行验证，实验结果与仿真结果基本吻合。
• Select
  不同硬度301型不锈钢带材双轴柔性滚弯成形过程仿真及实验

  李佶, 黎向锋, 陈冠宇, 左敦稳, 孙业斌, 李敏, 朱长发

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 28-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.005

  摘要 ( 118 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  基于不同硬度301型不锈钢带材的拉伸试验以及文献中相关参数建立其本构模型，利用有限元分析软件ABAQUS对双轴柔性滚弯成形过程进行有限元模拟，获得了不同硬度带材成形情况以及滚弯过程中的成形力；根据仿真中的工艺参数开展了不同硬度和挤压量的双轴柔性滚弯成形试验，获得一系列成形试样。利用MATLAB拟合程序识别出仿真及试验中的带材成形曲率半径，结果说明随着带材硬度的增加，成形曲率半径增大，但成形力基本不变，因此适当选取硬度较低的带材有利于直筒开缝衬套的制备。
• Select
  金属板材三辊滚弯成形解析建模与数值模拟

  付泽民, 徐佳, 张锁怀, 王佳炜, 熊伟杰

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 33-39. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.006

  摘要 ( 161 ) PDF全文 ( 20 )   可视化   收藏

  提出一种将解析数学模型和有限元模型结合起来的方法来研究三辊滚弯成形过程。两模型分别定量求解及模拟分析了内辊下压加载位移量与板料弯曲回弹半径之间的非线性关系。并将此应用于一半圆形板材工件（3105 mm×714 mm×545 mm）的成形模拟及实验加工中。结果表明，该解析数学模型和有限元数值模型都能较精确预测内辊位移加载量，有限元模型比基于三点梁弯曲理论的数学模型更接近实际的成形过程，利用数值模拟优化后的参数进行实际成形的工件的平均误差为+0.715/-0.652 mm，完全满足形位精度要求，说明该解析模型及数值模拟方法合理有效。
• Select
  冷轧深冲板塑性应变比和屈服应力的理论计算及试验验证

  胡成武, 张浩, 王镇柱, 吴国民

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 40-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.007

  摘要 ( 182 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏

  采用金属薄板的单向拉伸试验方法，测定了DC04和DC05板料在0°、45°、90°方向的屈服应力及Hill塑性应变比，并结合Hill48各向异性屈服理论，建立了预测任意方向屈服应力和Hill塑性应变比的理论计算模型，分析了其在0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°方向的理论值和实验值的偏差。结果表明DC04和DC05板料的Hill塑性应变比的理论值和试验值的偏差均不超过3.5%，且在0°、45°、90°这3个方向上没有偏差；屈服应力的理论值和试验值的偏差均不超过2.6%，且DC04板料的最小偏差出现在45°方向仅为0.84%，DC05板料的最小偏差出现在0°和15°方向仅为0.51%。说明应用Hill48屈服理论计算DC04和DC05板料的屈服应力和Hill塑性应变比是十分准确的。
• Select
  08Al钢二阶梯圆筒件的拉深次数预测

  肖良红, 林叶芳, 李建文, 王欢

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 46-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.008

  摘要 ( 122 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  以最大成形系数w_max≥1作为拉深失效判据，用Abaqus有限元分析软件模拟了08Al二阶梯圆筒件的拉深成形过程，获得了不同高径比08Al二阶梯圆筒件的拉深次数。研究表明：圆筒件上最大成形系数w_max的位置总是出现在小阶梯圆筒上，并随拉深变形程度的增加从小阶梯壁部向其圆角部位转移，阶梯圆筒件拉深的拉裂危险区仍位于小阶梯底部圆角与其壁部交接处；最大成形系数w_max的大小随拉深变形程度增加而增大，且当危险区接近拉裂时，最大成形系数w_max急剧增大；不同的高径比阶梯筒件需要不同的拉深次数。通过对小阶梯高度h₂不同取值（为21、23、27和29 mm）分别进行08Al二阶梯圆筒件的拉深实验，实验所得拉深次数与模拟预测结果一致，从而验证了模拟预测的可行性和其结果的可靠性。
• Select
  宝钢高强钢V弯回弹的特性研究

  徐仕龙, 肖华, 石磊

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 53-58. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.009

  摘要 ( 168 ) PDF全文 ( 20 )   可视化   收藏

  以宝钢生产的14种规格和牌号的钢板为研究对象，对其V弯成形特性进行了研究，通过单向拉伸实验，获得材料的基本力学性能，分析了试验材料的V弯回弹规律。试验结果表明，材料存在正、负回弹，相同弯曲角度下随弯曲半径增大，回弹量增加且趋向正回弹，在相同弯曲半径下，弯曲角度增大，回弹量减小且趋向负回弹，可通过调整弯曲角度或弯曲模具圆角大小来可合理控制零件回弹；在相同厚度条件下，当材料抗拉强度大于600 MPa时，回弹量显著增大；在相同强度条件下，回弹量随弯曲角度的增大而趋向负回弹，同时随着弯曲半径的变大，回弹量随材料厚度产生的差异趋缓，并趋向正回弹；980 MPa强度级别材料中材料厚度越小，不同弯曲半径下的回弹量差异变大；厚度相同的情况下，QP钢和MS钢的回弹量比DP钢更趋向于正回弹；数值拟合发现，回弹角度随R/T值的增大而增大，且经历一个由负到正的过程。随着弯曲角度的增大，拟合曲线下移且斜率变小，只有当R值足够大时才会出现正回弹。
• Select
  变角度缓面零件渐进成形刀具轨迹优化

  王华毕, 魏目青, 徐旺丁

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 59-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.010

  摘要 ( 110 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  针对变角度缓面零件渐进成形表面质量差的问题，提出一种基于零件截面曲线形状用增量弧长S₀来控制增量步长Δz的方法，并建立了Δz与S₀之间的数学方程。以变角度缓面零件为例实验验证了该方法的可行性并分析了变角度缓面零件渐进成形存在的表面质量问题及原因。实验对比研究了该方法与传统加工方法在零件表面波纹、成形尺寸误差、成形时间等方面的区别，实验结果表明：该方法不仅能够提高成形效率还能有效改善曲面零件渐进成形后的表面质量。
• Select
  铸态高强铝合金筒形件强力热反旋显微组织演化

  赵刚要, 黄锋, 张冉阳, 赵盼, 周清泉

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 64-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.011

  摘要 ( 60 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏

  针对铸态7075铝合金筒形件进行多道次强力热反旋实验。结合显微组织分析和晶粒尺寸测试实验，研究了工艺参数对显微组织的演化规律。结果表明，原始坯料晶粒粗大，但分布均匀；旋压变形后，晶粒变细，共晶相组织分布不均匀；随着第4道次压下量的增加，筒形件晶粒越细；随着筒形件预热温度的升高，晶粒尺寸先减小后增大；当芯模转速从100 r·min^-1增至200 r·min^-1时，其晶粒尺寸减小的幅度比芯模转速从200 r·min^-1增至300 r·min^-1时略大；进给速度在60 mm·min^-1到100 mm·min^-1范围内，晶粒尺寸在前半段减小的幅度比后半段减小的幅度略小；随着摩擦系数的增加，晶粒尺寸逐渐增大。
• Select
  坯料圆角对不锈钢挤压管外表面的影响

  拓雷锋, 周根树, 康喜唐, 李强

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 70-74,81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.012

  摘要 ( 93 ) PDF全文 ( 138 )   可视化   收藏

  以316L不锈钢-Φ360 mm系列、Φ219 mm×11 mm挤压规格为例，通过扩孔模型（分为坯料圆角在上和圆角在下）和挤压模型（坯料前端有圆角和无圆角）建模，采用有限元法对比分析了坯料圆角对挤压不锈钢管外表面裂纹缺陷的影响。结果说明，圆角在下扩孔后圆角消失，但圆角在上扩孔后圆角仍保留；坯料前端有圆角有利于挤压管前端外表面质量，但坯料前端无圆角不利于挤压管前端外表面质量，挤压过程中产生的应力集中点易成为裂纹源。对坯料圆角进行了优化设计并对挤压生产线进行了调整，最终解决挤压管前端外表面裂纹缺陷。
• Select
  工艺参数对大径厚比薄壁筒形件旋压成形质量的影响研究

  张坦, 李新和, 魏准, 常士武

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 75-81. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.013

  摘要 ( 91 ) PDF全文 ( 20 )   可视化   收藏

  内径偏差和壁厚偏差是评价筒形件旋压成形质量的重要指标。针对Hastelloy C276大径厚比薄壁筒形件，建立了三维弹塑性有限元模型，采用正交设计法安排试验，研究了减薄率、进给率、坯模间隙和芯模转数对反旋成形内径偏差和壁厚偏差的影响规律。研究表明：减薄率和进给率对成形质量影响显著，而坯模间隙和芯模转数影响相对较小。随着减薄率的增大，内径偏差和壁厚偏差增大；随着进给率的增大，内径偏差减小而壁厚偏差增大；随着坯模间隙的增大，内径偏差增大；随着芯模转速的增大，内径偏差先增大后减小。
• Select
  圆盘剪切边过程前后张力综合优化设定技术研究

  白振华, 兴百宪, 钱承, 刘亚星, 王瑞, 常金梁

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 82-87. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.014

  摘要 ( 134 ) PDF全文 ( 20 )   可视化   收藏

  针对以往圆盘剪切边过程中单纯依靠扣边高度评价带钢切边质量，无法满足不同用户对于带钢切边质量多样性要求的弊端，综合考虑切边过程中所存在的扣边、毛刺、切断比不佳等缺陷，在对其进行量化处理的基础上，首次提出了切边过程中带钢切边综合质量函数新概念，随后结合圆盘剪的设备及剪切工艺特点，以圆盘剪前后张力为优化变量、带钢切边综合质量评价最优为目标，开发出了一套圆盘剪切边过程前后张力综合优化设定技术，并将其应用到某钢厂2030生产线，取得了良好的应用效果，切边质量抱怨率由该技术应用前的7.4%降到0.5%，为现场创造了较大的经济效益。
• Select
  大减径比阶梯管坯液压胀形轴向力加载方式的研究

  崔亚平, 王连东, 吴娜, 刘恒

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 88-92. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.015

  摘要 ( 92 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏

  针对以大减径比、轴向尺寸长阶梯管为管坯的液压胀形，理论确定了胀形管坯各区段的轴向应力，分析了轴向力作用位置对阶梯管坯直臂区及锥形区轴向应力状态和胀形区金属补料效果的影响。提出胀形初始轴向力同时作用于管坯端头及锥形区，仅作用于管坯端头和仅作用于锥形区3种轴向力加载方式。通过模拟阶梯管坯的胀形过程，揭示了不同轴向力加载方式对胀形管坯成形性的影响规律：胀形初始轴向力同时作用于管坯端头及锥形区时，管坯成形稳定性高，胀形区最大壁厚减薄量小，且成形合模力较仅作用于管坯端头方式低68.9%（较仅作用于锥形区方式低39.7%）。在普通液压机上试制出合格样件，验证了理论分析及模拟结果的正确性。
• Select
  基于DEFORM-3D平台下的铝合金轧制裂纹预测研究

  魏佳佳, 文九巴, 贺俊光, 周旭东

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 93-98. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.016

  摘要 ( 123 ) PDF全文 ( 36 )   可视化   收藏

  以5083铝合金为研究对象，基于合金的应力-应变关系建立其数值模型，在DEFORM平台下对5083铝合金板材轧制过程进行数值模拟，预测其裂纹萌生与扩展。结果表明，5083铝合金在一道次变形量为50%时开始产生裂纹，其裂纹长度取决于变形量。当道次变形量由50%变为60%时，轧制裂纹长度由0.342 mm增大为2.09 mm，裂纹数量明显增多。根据数值模拟时的参数对5083铝合金进行轧制实验。结果显示。当道次变形量由50%变为60%时，轧制裂纹长度由0.318 mm增大为2.16 mm，数值模拟结果与轧制实验结果误差小于5%，数值模拟能够比较准确地预测裂纹萌生位置与裂纹长度。
• Select
  内六方通孔圆柱螺栓精密冷挤压成形工艺研究

  薛勇, 杜玥, 于建民, 张治民

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 99-104. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.017

  摘要 ( 75 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  针对内六方通孔圆柱螺栓的几何特点，借助于有限元模拟分析与冷挤压成形实验，对圆管坯料采用六棱柱芯棒冷镦挤成形与冷正挤压成形两种成形工艺在金属流动、成形缺陷以及成形载荷方面进行了比较分析。结果表明：采用冷镦挤工艺成形方法，内六方通孔充填不饱满、法兰部分容易出现折叠缺陷，成形载荷大。相较而言，正挤压工艺成形载荷小，法兰部分金属过渡流畅，没有形成裂纹、褶皱等缺陷，所得成形工件满足几何形状及尺寸要求，成形效果好。研究表明正挤压成形工艺是适用于内六方通孔圆柱螺栓大批量生产的一种成形工艺。
• Select
  ZK60镁合金往复挤压实验研究

  夏显明, 薛克敏, 李萍, 魏宝丽

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 105-110. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.018

  摘要 ( 63 ) PDF全文 ( 15 )   可视化   收藏

  通过塑性变形装置实现了挤压态ZK60镁合金往复挤压实验，探讨了显微组织演变过程和力学性能变化。结果表明：相比初始挤压态，350℃往复挤压后各个道次的试样具有更加优良的显微组织和力学性能。随挤压道次增加，显微组织晶粒更加细化，等轴细小晶粒增多，组织均匀性不断提高；拉伸断口形貌显示随着道次增加，韧窝数量与深度明显增加，变形能力提高显著。拉伸实验数据表明，往复挤压很大程度上改善了ZK60镁合金的力学性能，特别是塑性变形能力。1道次往复挤压后，径向硬度都比原始态高，并随温度升高有下降的趋势，轴向硬度也随着温度升高而降低，390℃下试样轴向硬度与初始样硬度值接近；350℃下不同道次往复挤压后，试样中部径向、轴向硬度随道次增大而降低，而颈部径向硬度呈不规律性变化。
• Select
  不同端部形状下工艺参数对楔横轧轧件凹心深度的影响

  曾健, 徐春国, 任伟伟, 郭徐树

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 111-117. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.019

  摘要 ( 71 ) PDF全文 ( 11 )   可视化   收藏

  运用Deform软件对不同端部形状下楔横轧轧件的成形过程进行了数值模拟，采用四元二次正交旋转组合设计法研究了平端面和锥形端面下各工艺参数对轧件凹心深度的影响规律，用DPS9.50软件分析得到了平端面下轧件凹心深度的回归方程。结果表明，平端面坯料凹心深度与展宽角成反比，随断面收缩率的增大先增大后减小，随轧制长度的增大先增大后趋于不变，随成形角的增大先减小后增大，而锥形端面坯料凹心深度受工艺参数的影响不大，且锥形端面下轧件凹心深度要明显小于平端面下凹心深度。提出采用锥形端面坯料的方式来有效控制端面凹心。最后通过轧制实验，验证了该回归方程的可信度和采用锥形坯料的方式来减小凹心深度的可行性。
• Select
  汽车顶盖前横梁拉延成形工艺数值模拟分析

  李文平

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 118-121,127. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.020

  摘要 ( 130 ) PDF全文 ( 24 )   可视化   收藏

  汽车顶盖前横梁零件的拉延成形容易出现大面积成形不足、局部起皱和破裂。采用有限元分析软件Dynaform对零件拉延成形进行数值模拟，研究该零件拉延成形不足、起皱和破裂的原因及解决措施。研究结果表明，合理的拉延筋设置和压边力调整可以解决零件拉延成形不足、起皱和破裂的问题；汽车顶盖前横梁的拉延成形最佳模具设计参数及成形参数组合为：压边力1000 kN，并需设置半圆形拉延筋，摩擦系数取0.13，凸凹模间隙取0.88。最后通过生产实际结果验证了模拟参数组合的可行性。
• Select
  基于NX高级仿真的弹壳冲盂工序数字化模型研究

  胡冶昌, 魏志芳, 李晓光, 刘正

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 122-127. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.021

  摘要 ( 142 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏

  为减小工厂设计端三维模型到制造端二维图纸的转换，提高枪弹制造水平，提出了弹壳成形的三维工艺设计。以弹壳冲盂工序中的圆饼毛坯为研究对象，基于NX高级仿真模块建立弹壳冲盂数值仿真模型。计算获得盂子成形的应力云图，得出冲盂工序中最大应力点出现在冲子挤进凹模定径带时毛坯外壁。在NX中对盂子进行三维标注，其结构尺寸与工厂实物的实测尺寸基本吻合，验证了三维标注的正确性。研究解决了NX高级仿真模块对冲压成形等大变形问题的仿真分析，为枪弹设计制造一体化提供参考。
• Select
  基于纳米压痕和有限元模拟的激光熔覆316L不锈钢弹塑性能研究

  董齐, 黎宇航, 关红, 高士友

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 128-133. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.022

  摘要 ( 122 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏

  分别对激光熔覆316L不锈钢涂层、热轧316L不锈钢进行纳米压痕试验得到载荷-位移曲线和弹性模量，并对热轧316L不锈钢进行单轴拉伸试验，以此应力应变曲线作为材料属性，通过有限元模拟纳米压痕，得出载荷-位移曲线，与试验进行比较，验证有限元模型的可靠性。对未知属性的316L熔覆层，选取不同的屈服强度（250~375 MPa）和应变硬化指数（0.25~0.375），正交组合分别模拟，通过与试验结果的对比，得出316L熔覆层屈服强度为325 MPa，应变硬化指数为0.3，并分析了载荷-位移曲线参量随材料属性的变化规律。
• Select
  超塑成形设备加热平台升温过程模拟

  刘晓飞, 刘晨枫, 李永兵, 杨鲁义

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 134-140. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.023

  摘要 ( 125 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  在Deform开放子程序基础上对其进行了二次开发，通过程序算法等效了实际温控系统的功能，从而实现对超塑成形设备加热平台进行升温全过程的数值模拟。其中温度场模拟的关键还包括对实际设备的简化模型处理，以及可靠热物理参数的输入等。通过多次分析模拟计算，显示加热孔的分布对加热平台的温度均匀性影响较大。通过对加热孔分布的设计优化与数值模拟结合，得到了最佳的加热孔设计方案，验证了二次开发程序的可靠性；通过多次分析模拟计算结果对加热平台的温度均匀性设计做出评估，并成为不断优化加热平台设计改进的依据。
• Select
  基于林位错强化的晶体塑性模型的稳定性缺陷及改进

  季灏, 吴玉瑞, 沈耀

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 141-148. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.024

  摘要 ( 168 ) PDF全文 ( 31 )   可视化   收藏

  基于林位错强化的晶体塑性有限元模型物理意义清晰简洁，具有广泛的应用。然而，只考虑林位错强化的模型忽略了共面位错之间的相互作用，导致模拟结果常常出现异常的扭曲失稳现象。针对以上问题，通过分析位错之间的相互作用，在林位错强化模型中引入自硬化作用对模型进行改进。对改进前后两个模型模拟单晶体沿单个和多个方向拉伸的变形模式以及冷轧铝板剪切带的形成特征进行了比较。结果显示，对于单晶单滑移，两个模型的稳定性表现一致；但是对于单晶多滑移，改进前的模型出现了扭曲失稳，而引入自硬化的改进模型对于多滑移系的模拟符合真实情况，并改善了模型的稳定性问题。对于冷轧铝板发生剪切变形时剪切带的形成特征，林位错强化模型的不稳定性放大了材料的失稳变形，模型的低稳定性和材料的变形失稳叠加，导致预测的结果失稳程度过高；而引入自硬化作用的改进模型改善了稳定性问题，可以真实地反映材料本身的失稳。
• Select
  7A60铝合金高压扭转变形微观组织及力学性能分析

  丁永根, 王薄笑天, 李萍, 薛克敏

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 149-154. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.025

  摘要 ( 150 ) PDF全文 ( 11 )   可视化   收藏

  对不同高径比H/D的7A60铝合金坯料进行高压扭转实验，借助于EBSD技术分析了变形7A60铝合金微观组织（晶界取向差、晶粒取向）演变规律，同时对变形7A60铝合金进行拉伸实验和断口扫描，分析7A60铝合金的抗拉强度、断裂方式和断裂机理。研究结果表明：高压扭转变形后7A60铝合金晶粒发生了明显破碎细化，当高径比H/D为0.25时，晶粒取向沿<001>、<101>方向；当进一步减小高径比H/D时，在三叉晶界处出现了细小的动态再结晶晶粒，取向角在2° ≤ θ ≤ 5°范围内的小角度晶界比例较大，同一晶粒内部出现了颜色渐变区，大部分晶粒取向沿<111>方向；高压扭转变形后7A60铝合金抗拉强度明显提高，最高抗拉强度达到了751 MPa，提升幅度达到了20.74%，在强度得到大幅提高的同时伸长率也得到了较好的保持，最高伸长率为14%；高压扭转变形后7A60铝合金断裂方式为塑性断裂，断裂机理属于微孔连接断裂。
• Select
  水泥环传热特性对套管弹塑性损伤的影响规律研究

  郑华林, 毕圆圆, 刘少胡

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 155-159,186. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.026

  摘要 ( 70 ) PDF全文 ( 11 )   可视化   收藏

  水泥环周向缺失致使套管承载能力受到影响，且水泥材料传热特性对套管弹塑性损伤有重要影响。运用ABAQUS建立了套管、不同传热属性含缺陷水泥环和地层耦合系统的有限元计算模型。研究了水泥材料传热属性、水泥环周向缺失开度、温度场对套管弹塑性损伤的影响规律。结果表明：热传导率较高的水泥材料下完整井筒套管屈服温度更低，完整井筒与水泥环周向缺失井筒套管屈服温度相差较大，水泥环缺陷导致温度分布不均且热传导率更高的水泥材料产生更为不均的温度场，水泥环周向缺失对套管塑性损伤影响很大，热传导率低的水泥材料使得套管的塑性变形增加率更大。
• Select
  不同组织TA15钛合金等温拉伸微裂纹扩展规律的有限元建模研究

  孟岩, 黄栋, 冯振勇, 张道弛, 胡楠, 李宏伟

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 160-167. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.027

  摘要 ( 141 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  钛合金高温变形过程往往伴随微裂纹的产生与扩展，且其与微观组织形态密切相关，显著影响了钛合金的成形质量和成形极限。为此，利用金相照片建立了基于TA15钛合金真实组织的二维多晶体微观有限元模型，采用微裂纹扩展时间，定量研究了不同组织形态的TA15钛合金等温拉伸过程中的沿晶微裂纹形成与扩展规律。结果表明：微裂纹优先形成于三角或四角晶界处，更容易沿α-β相界扩展；等轴组织随着α相体积分数升高，微裂纹更易产生和扩展；网篮组织与魏氏组织中微裂纹易于沿与加载轴垂直取向的片层α相界面扩展，魏氏组织晶界α相为微裂纹扩展提供了路径；三态组织中微裂纹易于沿片层α相界面扩展，但是等轴α相与片层α相的交织使界面形貌复杂，阻碍微裂纹扩展。相同加载条件下，微裂纹扩展的难易顺序为：三态组织、网篮组织、魏氏组织、等轴组织。
• Select
  35MnB钢高温变形行为及本构方程

  齐敏杰, 张学宾, 宋克兴, 于宜洛, 陆长青, 陈学富

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 168-173. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.028

  摘要 ( 96 ) PDF全文 ( 19 )   可视化   收藏

  为了合理制定35MnB钢制件热成形工艺参数，在790~1190℃温度范围内，应变速率为0.01~10 s^-1及总压缩变形量（真实应变）为0.6的试验条件下，采用Gleeble-1500D热模拟试验机对35MnB钢进行热压缩变形试验，研究其高温变形行为。结果表明：流变应力随着温度的升高而减小，随着应变速率的增大而增大。同一应变速率下，随着变形温度的升高应力峰值向左移动，应力-应变曲线整体下移；同一变形温度下，应变速率越大，应力峰值越高，相应的应变量也越大。采用含有变形温度（T）和变形激活能（Q）的Arrhenius equation方程的双曲正弦模型，构建了35MnB钢在高温下流变应力与应变速率的本构方程。并验证了所构建本构方程的准确性，计算结果显示预测应力峰值与试验应力峰值吻合较好。通过采用本文所构建的35MnB钢本构方程对大型液压装载机锻造摇臂成形过程进行模拟，结果证明本文所构建的本构方程可以应用于35MnB钢制件高温成形模拟过程，并为实际生产做指导。
• Select
  Ti₃Al基合金的热变形行为及本构方程

  梁培新, 翟月雯, 刘桂华, 钟志平

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 174-178. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.029

  摘要 ( 83 ) PDF全文 ( 13 )   可视化   收藏

  采用DDL50高温电子万能试验机对Ti₃Al基合金进行等温恒应变速率拉伸试验，研究了该合金在热变形温度900~1020℃，应变速率2×10^-4~2×10^-2 s^-1范围内的高温热变形行为。结果表明：Ti₃Al基合金的流变应力在应变速率一定时，随温度的升高而减小，在温度一定时，随应变速率的升高而增大，流变应力在达到峰值后开始逐渐降低，呈软化现象；应变速率越高，Ti₃Al基合金的软化越明显。依据高温拉伸试验得到的真应力-真应变曲线关系，计算得出了Ti₃Al基合金热变形激活能为472.7992 kJ·mol^-1。建立了Ti₃Al基合金热变形的双曲正弦形式的本构方程和Zener-Hollomon参数方程。
• Select
  离散化海绵铁高温压块成形过程中塑性行为研究

  孙宇申, 曾攀, 雷丽萍

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 179-186. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.030

  摘要 ( 89 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏

  海绵铁是铁矿石直接还原法的产物。海绵铁的高温压块是目前海绵铁最主要的处理工艺。压块过程中的海绵铁可以用Drucker-Prager Cap模型来描述其力学行为。通过一系列试验方法对海绵铁的高温压缩性能和经过压块后的热压铁的力学性能进行检测，获取了关于其屈服规律、摩擦性能和抗压强度等方面的数据。并利用这些数据，提出了一套确定适用于海绵的Drucker-Prager Cap模型具体参数的可行方案。另外总结了屈服面、抗压强度和压块密度分布情况等数据随温度、压力、摩擦系数的变化规律。
• Select
  GH188合金热蠕变成形过程数值模拟

  吕凤工, 尚建勤, 孙宾, 滕俊飞

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 187-191. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.031

  摘要 ( 108 ) PDF全文 ( 17 )   可视化   收藏

  基于GH188合金高温拉伸和蠕变拉伸试验数据，建立了800℃高温蠕变本构方程；利用有限元软件ABAQUS建立分析模型，对双凸形构件的热蠕变成形过程进行数值模拟，分析了应力应变变化；同时，开展工艺验证试验。结果表明：蠕变应变计算值与试验值吻合较好，本构方程能够用来描述合金的高温蠕变变形；蠕变变形和应力松弛主要发生在成形的前期，优化双凸形构件的成形时间为2 h；构件曲率半径数值模拟结果与试验结果的相对误差低于15.2%，验证了有限元分析模型的合理性和有效性。
• Select
  DP780高强钢板温热成形极限图及其计算模型

  刘大海, 许钢碧, 常春

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 192-197. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.032

  摘要 ( 174 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  为评价DP780高强钢板材的温热态成形性能，基于刚模胀形试验，利用BCS-50AR热环境通用板材成形试验机和Vialux AutoGrid应变分析系统，建立了室温~500℃典型温度点下的成形极限曲线，并基于成形极限曲线理论对其成形极限规律进行了数学描述。结果表明，DP780高强钢板的成形极限曲线受温度的影响显著，随着温度的升高整体呈现上升的趋势，从而表现出较好的温热态成形性能。而受到高强钢蓝脆温度的影响，成形温度为300℃时，材料表现出低于室温的成形性能。建立的考虑温度影响的DP780成形极限曲线数学模型能较好的反映其成形极限试验规律。
• Select
  QP980高强钢板杨氏模量测定方法研究

  王亚洲, 臧顺来

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 198-203. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.033

  摘要 ( 135 ) PDF全文 ( 21 )   可视化   收藏

  通过单向循环加载-卸载试验，研究了杨氏模量的测定方法及QP980高强钢板杨氏模量随塑性变形的变化规律，并与材料参数优化方法获得的杨氏模量值进行对比。结果表明，在用拟合的方法来获取材料的杨氏模量时，拟合数据段应力水平不同，得到的杨氏模量数值也不同，而利用拟合相关系数随应力水平的变化规律，能较好的确定拟合数据段的应力水平，从而得到准确的杨氏模量数值。对于QP980高强钢板杨氏模量的变化规律而言，随卸载点真实应变的增加，杨氏模量逐渐减小，并最终趋于稳定。
• Select
  固态金属剪切连接组织及界面演变研究

  马世博, 侯瑞东, 邵明杰, 张双杰, 孙萃芳

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 204-211. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.034

  摘要 ( 104 ) PDF全文 ( 14 )   可视化   收藏

  组织状态及界面形成过程对固态金属剪切连接后的连接强度及性能有重要影响，采用实验研究的方法，结合理论分析实施了不同压下量、空冷和水冷Q345钢剪切连接实验。通过微观组织分析、界面结合过程探究和连接强度测定，分析了组织演变和界面形成机制，得到了剪切连接过程的组织及界面演变规律。结果表明：随压下量增加，界面晶粒细化程度提高，组织得到明显细化，界面孔洞逐渐消失，形成共有晶粒界面；晶粒细化驱动为动态再结晶，界面形成为三阶段过程；压下量为125%空冷后，晶粒尺寸由原态40 μm细化到10 μm左右，连接界面消失，连接强度为500.56 MPa。
• Select
  铝板带轧制润滑作用机理及对轧后质量的影响

  张旭, 苑光照, 孙建林

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 212-216. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.035

  摘要 ( 168 ) PDF全文 ( 18 )   可视化   收藏

  针对铝板带冷轧过程中的润滑状态、润滑作用机理及对轧后表面质量的影响进行深入研究。在四球摩擦磨损实验中测试分析了轧制油的摩擦学性能，进而在轧制实验中获得了轧制润滑特征曲线以及不同的润滑条件下轧后表面形貌和粗糙度。结果表明：铝板带冷轧变形区润滑状态为边界润滑，可以获得优异的轧后表面质量，同时与无润滑轧制相比，在边界润滑状态下轧制，其最小可轧厚度最大可降低50%，表面粗糙度Ra最大可减小53%。
• Select
  高强铝合金薄板搅拌摩擦焊残余应力及变形的热力耦合模拟

  朱智, 王敏, 张会杰, 张骁, 于涛, 杨广新

  塑性工程学报. 2017, 24(2): 217-222. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2017.02.036

  摘要 ( 71 ) PDF全文 ( 173 )   可视化   收藏

  针对航空领域中常用的7B04高强铝合金，基于剪切摩擦生热理论，建立了适用于薄板搅拌摩擦焊（FSW）过程的自适应热源模型，利用有限元软件MSC.Marc建立了FSW过程的热力耦合有限元模型，并通过子程序二次开发，将建立的热源模型载入到有限元模型中，对7B04铝合金薄板的FSW过程进行瞬态热力耦合模拟。预测并分析了FSW过程中铝合金板材内部的温度分布与演化、焊接接头附近区域的残余应力分布及板材的最终变形情况，通过开展FSW工艺试验从温度场和残余应力两方面对模型的可靠性和模拟结果的准确性进行了验证。此外，利用经过验证的有限元模型对搅拌头机械载荷在残余应力和变形中的影响作用进行了深入分析。