2020年, 第27卷, 第2期　
刊出日期：2020-02-28

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综合评述
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  镁合金塑性变形及延性断裂预测研究进展(下)——延性断裂模型的开发及应用

  李非凡, 雷丽萍, 方刚

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 1-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.001

  摘要 ( 200 ) PDF全文 ( 57 )   可视化   收藏

  介绍了用于金属延性断裂行为预测的非耦合唯象型延性断裂准则，展示了该类准则的几种基本形式，并分析了这几种形式之间的内在联系和转化方式，然后详细介绍了唯象型延性断裂准则的研究进展，系统地整理了近十几年来提出的先进的延性断裂准则，这些准则通常同时考虑应力三轴度和罗德参数对金属延性断裂的影响。此外，介绍了用于延性断裂准则标定的断裂实验研究进展，整理了典型的或者新颖的实验设备以及断裂试样，分析了其特点和优势，并进一步总结了唯象型延性断裂准则在镁合金断裂预测中的应用现状。最后，对今后镁合金延性断裂预测的研究方向进行了展望。
塑性成形技术与工艺
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  22MnMoB钢汽车后地板横梁热冲压成形数值模拟和工艺研究

  陈泽中, 刘欢, 谢洪昊, 李响, 张世钊, 杨昊岳, 欧超勇

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 13-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.002

  摘要 ( 204 ) PDF全文 ( 604 )   可视化   收藏

  针对某款汽车后地板横梁的结构特点，合理设计模面，选用22MnMoB新型硼钢，应用有限元软件Dynaform建立后地板横梁热-力-相耦合模型，对其热冲压成形过程进行模拟。研究后地板横梁热冲压成形中板料受力情况及温度场、减薄率、硬度和微观组织演变规律，优化下圆角破裂缺陷。利用定量金相法对后地板横梁侧壁处微观组织进行分析并测得不同特征点处硬度和厚度。结果表明，热冲压后地板横梁厚度分布均匀，最大减薄率小于20%，显微硬度达到480 HV以上，试验结果与模拟结果较为吻合，可为新型硼钢制成复杂结构件提供参考。
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  铝合金地板梁拉延成形回弹分析及补偿

  闫华军, 王波, 张双杰, 马世博, 臧其其

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 21-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.003

  摘要 ( 230 ) PDF全文 ( 319 )   可视化   收藏

  针对铝合金梁类件容易产生回弹的问题，以某铝合金汽车地板梁为例，采用Dynaform有限元模拟软件对地板梁的拉延、切边、回弹成形过程进行了模拟，研究回弹变化规律，通过正交试验，得到优化的工艺参数分别为压边力F为1400 kN、摩擦系数f为0.12、冲压速度v为4000 mm·s^-1、模具间隙c为2.835 mm。采用回弹补偿的方式对模具型面进行补偿，经过4次回弹补偿，制件的最大回弹量降低至0.729 mm，符合制件工艺要求。在数值模拟分析的基础上，进行了制件的冲压试验，最终得到的制件实际回弹量与模拟结果最大误差为12.1%，符合产品的质量标准。
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  S355J2W钢转向架盖板自阻加热成形工艺研究

  何广忠, 吴越, 梁继业, 王国峰, 张靖轩

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 29-36. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.004

  摘要 ( 146 ) PDF全文 ( 108 )   可视化   收藏

  以S355J2W钢作为试验材料，在不同电流密度下进行材料的自阻加热成形试验，以确定最佳的自阻加热电流密度。利用MSC.Marc有限元模拟软件对转向架盖板自阻加热时的温度场进行模拟，确定最佳加热方式，并进行转向架盖板的成形试验。通过对比室温成形工艺与自阻加热成形工艺，结果表明，与室温成形工艺相比，通过自阻加热成形工艺可显著减小零件回弹，提高零件的成形性能，同时消除冷成形带来的诸多组织缺陷。其中成形件的抗拉强度最大可提高13.7%，伸长率最大可提高23.7%，从而改善S355J2W钢转向架盖板的成形质量。
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  B₄C_P/6063Al板材等应变速率挤压模具优化

  成小乐, 袁建才, 尹君, 屈银虎, 周思君, 符寒光

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 37-44. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.005

  摘要 ( 207 ) PDF全文 ( 292 )   可视化   收藏

  针对B₄C_P/6063Al基复合材料伸长率低、塑性变形困难的特点，设计出适用于B₄C_P/6063Al板材的等应变速率挤压模具。基于热压缩模拟试验结果建立材料的本构方程。利用Deform-3D软件对采用所设计的等应变速率挤压模具和传统挤压模具的挤压过程分别进行有限元模拟，对比研究了采用两种模具时挤压过程中的坯料应力场、温度场以及坯料流动性。结果表明：采用等应变速率挤压模具较传统挤压模具所需最大拉应力减小了28.5%，坯料在模具出口处的温度升高了0.6%，模具出口的金属流速均匀性提高了44%。模拟结果表明，等应变速率挤压模具较传统挤压模具，更利于B₄C_P/6063Al板材成形。
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  不同温度场下AZ31镁合金筒形件反挤压成形规律研究

  姚毅, 林飞, 崔晓磊, 李黎忱, 林鹏, 池成忠

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 45-52. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.006

  摘要 ( 173 ) PDF全文 ( 238 )   可视化   收藏

  为了探索不同温度场对AZ31镁合金筒形件反挤压成形的影响规律，采用数值模拟与实验相结合的方式，控制模具温度为200℃，通过改变坯料温度探究温度场和应变场的分布规律，以及筒形件的力学性能和微观组织。结果表明：在筒形件的成形过程中坯料自身热量、模具与坯料之间热传递以及形变热形成一定温度场；即使坯料为室温，挤出时最高温度都达到290℃。在不同坯料温度条件下，等效应变主要集中在筒形件的转角处和内壁，筒壁同一高度沿着内壁到外壁等效应变值逐渐减小。反挤压成形后的筒形件的微观组织和力学性能得到了明显的改善，坯料室温时成形的筒形件相比较于原始材料，平均晶粒尺寸从25.58 μm减小到2.39 μm，屈服强度和抗拉强度分别提高了119%和74.7%，伸长率提高了67.7%。分析可知反挤压过程中发生了动态再结晶，晶粒显著细化，提高了材料的力学性能。
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  高性能精密工业铝型材有效摩擦挤压成形关键技术研究与应用

  张君, 侯永超, 杨建, 杨红娟, 黄胜, 柴星

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 53-59. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.007

  摘要 ( 162 ) PDF全文 ( 198 )   可视化   收藏

  介绍了对航空航天用高性能精密工业铝型材的要求，提出了减少高性能精密工业铝型材挤压过程产生粗晶环的有效办法。采用理论分析和有限元模拟相结合的研究方法分析了有效摩擦挤压方法的特点，得到了3种不同挤压过程挤压力和挤压筒受力与挤压行程的曲线对比关系；推导出了有效摩擦挤压力的计算公式；建立了挤压筒主动运动和挤压杆同向主动运动的有效摩擦挤压方法，通过实验研究表明有效摩擦挤压方法提高了工业铝型材沿长度方向性能的均匀性，减少甚至消除了工业铝型材表面的粗晶环。以上技术应用在125 MN和60 MN等双动铝挤压生产线上，生产出高性能精密工业铝型材，可应用于航空航天和汽车等行业。
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  放电电压对Cu/Al管磁脉冲-半固态复合辅助钎焊质量的影响

  黄海川, 黄尚宇, 李清宁, 李雨连, 王振东, 高远

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 60-67. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.008

  摘要 ( 144 ) PDF全文 ( 296 )   可视化   收藏

  针对Cu/Al管连接，提出磁脉冲-半固态复合辅助钎焊新工艺。基于LS-DYNA对钎焊过程进行多物理场仿真分析，研究不同电压下半固态钎料流变规律及管壁受力情况。采用Zn-15Al钎料进行钎焊试验，考察了接头的力学性能及显微组织。结果表明：当二次放电电压为7 kV时，钎料与母材实现了良好的冶金结合，接头铝侧区域形成α-Al和金属间化合物CuZn₅，钎料层则出现α-Al、富锌相以及CuZn₅，铜侧区域形成大约4 μm的扩散层、锯齿状三元相Al_4.2Cu_3.2Zn_0.7以及α-Al和花状CuZn₅。拉伸测试结果表明接头强度高于Al母材，磁脉冲-半固态复合辅助钎焊新工艺能实现Cu/Al管的有效连接。
材料性能与变形理论
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  薄壁筒形件流动旋压内筋高度计算方法

  朱宝行, 赵亦希, 于忠奇

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 68-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.009

  摘要 ( 177 ) PDF全文 ( 210 )   可视化   收藏

  通过流动旋压工艺实现了带网格内加强筋薄壁筒形件的整体成形。为了评估成形件的重要设计参数，即加强筋高度，基于平面应变假设和切片模型，考虑了毛坯材料属性和工艺条件，对成形加强筋毛坯材料的变形特点进行分析，并提出加强筋高度的计算方法。最后，开展了单道次流动旋压工艺试验对该方法进行验证。研究结果表明，加强筋高度与毛坯材料屈服强度、毛坯与芯模和毛坯与旋轮之间的摩擦系数以及毛坯壁厚减薄率等因素相关。并得出结论：当减薄率在25%~40%时，应用该计算方法可以较准确地得出横向加强筋的高度；当减薄率在30%~45%时，纵向和网格加强筋高度计算结果误差较小。
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  铸态Al-Zn-Mg-Cu铝合金多道次压缩变形行为及组织演变

  秦芳诚, 齐会萍, 李永堂, 刘崇宇, 亓海全

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 79-86. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.010

  摘要 ( 174 ) PDF全文 ( 160 )   可视化   收藏

  利用Gleeble-3500热力模拟试验机研究了铸态Al-Zn-Mg-Cu铝合金单道次等温和多道次非等温压缩变形行为，分析了其流变应力和组织演变规律。结果表明，随着变形道次增加和道次变形温度降低，流变应力值增大，不同道次间歇内应力软化程度变化不明显，原始晶粒压缩至长宽比约4∶1时晶粒在有利位向开始细化，累积真应变为0.9时原始长条状晶粒破碎成细小等轴晶；随着热压缩后保温时间增加，组织发生回复，晶粒短轴变宽，两道次压缩组织演变为原始晶粒长宽比减小，三角晶界处的破碎小晶粒在保温30 s过程中向原始晶粒扩展长大，第二相逐渐溶解；三道次压缩及其在保温30 s过程中组织演变为原始晶粒长宽比减小，原始晶粒细化和新晶粒长大，第二相在热压缩过程中回溶，并在保温时析出。
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  5182铝合金板材成形性能研究

  韩俊超, 董晓传, 曲周德, 周正, 李超

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 87-93. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.011

  摘要 ( 257 ) PDF全文 ( 111 )   可视化   收藏

  在室温条件下，依次按0°、45°和90°的轧制方向和0.01、0.1和1 s^-1的应变速率对5182铝合金标准试样进行单向拉伸实验，研究了5182铝合金室温下的成形性能。结果表明，5182铝合金的力学性能受应变速率及轧制方向的影响。同一应变速率下，其抗拉强度和伸长率在轧制方向为0°时最高，屈服强度在90°时最高，但各方向区别不明显；同一轧制方向上，随着应变速率的增大，其抗拉强度及伸长率呈下降趋势，屈服强度呈上升趋势；基于5182铝合金的单向拉伸实验，建立了Fields-Backofen本构方程，此外通过杯突实验，获取了5182铝合金的成形极限曲线，从而为5182铝合金室温冲压成形极限的预测及数值模拟提供理论支持。利用Dynaform模拟某车型汽车前盖内板冲压成形，证明本构方程和成形极限曲线的精度满足工程要求。
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  直缝焊管JCO成形非对称弯曲变形过程分析

  范利锋, 梁培, 王葛, 马静, 张本国

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 94-101. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.012

  摘要 ( 113 ) PDF全文 ( 125 )   可视化   收藏

  针对直缝焊管JCO成形非对称弯曲变形特征，考虑了包辛格效应和变形过程中弹性模量的变化，采用线性随动强化耦合Chord模型描述了直缝焊管JCO成形非对称弯曲变形行为及其特征，结果表明非对称弯曲变形过程可以分为5个变形阶段：刚体转动阶段、全弹性变形阶段、弹塑性未包覆变形阶段、弹塑性包覆阶段和回弹阶段。整个板料变形区可以分为：全弹性变形区、弹塑性未包覆变形区和弹塑性包覆区；其中JCO成形首次弯曲非对称性明显，而二次和三次弯曲非对称性不明显；非对称弯曲回弹量与残余应力水平直接相关，残余应力水平越高，弹性回复应变越小。
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  基于Hosford屈服函数的横观各向同性金属材料拉深成形塑性及变形分析

  何盼盼, 黄模佳, 吴萍, 苗玉洁

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 102-107. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.013

  摘要 ( 174 ) PDF全文 ( 124 )   可视化   收藏

  为了研究板材拉深中的成形极限，对金属材料的拉深成形进行塑性及变形分析。以横观各向同性材料为研究对象，采用对实验数据拟合能力较好的Hosford屈服函数，对拉深成形过程中法兰区的变形性能进行分析，得到法兰区应力场；采用数值积分拟合的方法，给出拉深冲杯杯高数值积分拟合表达式，并用η=2时的杯高解析表达式对此拟合方法的可靠性进行验证；利用Zwick万能试验机和拉深试验机，对铝板进行了拉伸和冲杯实验，验证了杯高表达式的正确性；利用杯高数值积分拟合表达式计算杯高，η=8的结果相对η=2的结果更接近实测杯高，说明了Hosford屈服函数比Hill48屈服函数对金属材料的塑性变形拟合效果更好。
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  轧程中间退火工艺对高强β钛合金组织及性能的影响

  潘美玲, 马琰, 刘飞, 杜赵新

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 108-113. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.014

  摘要 ( 155 ) PDF全文 ( 126 )   可视化   收藏

  以Ti-3.5Al-5Mo-6V-3Cr-2Sn-0.5Fe合金为研究对象，研究了冷轧过程中不同中间退火温度对合金轧制态、固溶态和时效态组织以及性能的影响。研究表明，冷轧板材的主要强化机制是加工硬化，轧程中间退火制度对加工硬化现象影响显著，α+β相区中间退火合金相比于β单相区中间退火合金加工硬化程度大，强度高，但伸长率低。冷轧合金板材经过750℃固溶处理2 min后晶粒尺寸显著细化，β单相区中间退火晶粒尺寸比α+β相区晶粒尺寸大。经过固溶处理后合金主要强化机制为细晶强化，α+β相区中间退火合金的晶粒尺寸小，强度和伸长率高于β单相区中间退火合金。冷轧合金板材经过750℃固溶处理2 min加550℃时效处理4、8和16 h后，在β基体上形成了大量的次生α相，随着时效时间的增长，次生α相的尺寸明显增大，合金强度先升高后下降，伸长率一直增加。α+β相区中间退火的合金形成了等轴的初生α相，其强度和伸长率均高于相同热处理状态下β单相区中间退火的合金。
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  新型无磁合金高温变形行为与组织演变研究

  杨晨星, 杨卯生, 赵昆渝, 李建新, 王松

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 114-127. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.015

  摘要 ( 200 ) PDF全文 ( 16 )   可视化   收藏

  利用Gleeble-3800热模拟试验机，在变形温度为1050~1200℃，应变速率为0.1~10 s^-1，变形量为20%、40%和60%的条件下，对00Cr40Ni55Al3Ti无磁合金进行热压缩变形实验，研究了变形量、应变速率和变形温度等变形工艺参数对00Cr40Ni55Al3Ti无磁合金组织演变及流变应力的影响规律，建立了00Cr40Ni55Al3Ti无磁合金热变形的本构方程和热加工图。结果表明：00Cr40Ni55Al3Ti无磁合金的临界变形量为10.8%，变形量大于此临界值时，合金中的奥氏体发生动态再结晶和球状α-Cr相形核长大；应变速率为0.1 s^-1时，合金发生不连续动态再结晶，应变速率为5 s^-1时，晶界处球状α-Cr相形核长大引起变形不协调，在峰值应力后出现软化波动现象；合金变形量为60%时的热变形激活能为397.077 kJ·mol^-1。根据热加工图确定适宜的热加工区域为：变形温度为1080~1100℃、应变速率为0.1~0.35 s^-1和变形温度为1120~1190℃、应变速率为4.5~10 s^-1，合金在该区域进行锻造可获得质量良好的锻件。
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  7075铝合金高温力学性能及本构方程研究

  倪炀, 蔡玉俊, 董晓传, 袁斌先, 李国和

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 128-134. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.016

  摘要 ( 1346 ) PDF全文 ( 354 )   可视化   收藏

  在变形温度为440、460和480℃，应变速率为0.001、0.01和0.1 s^-1的条件下，依次沿0°、45°和90°的轧制方向，对7075铝合金板材进行热拉伸试验，研究7075铝合金的高温力学性能。结果表明：7075铝合金的力学性能受变形温度、应变速率及轧制方向的影响，7075铝合金的抗拉强度随变形温度的升高而降低，随应变速率的增大而增加，且抗拉强度的增长率比较大；抗拉强度在轧制方向为0°时最高，45°时次之，90°时最低。通过对7075铝合金热拉伸获得的试验数据进行参数拟合，建立了在不同轧制方向上的Arrhenius型本构方程。
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  高铝高强钢动态再结晶行为研究

  陈康, 吴彦欣, 李晓少, 仇鹏, 江海涛

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 135-143. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.017

  摘要 ( 143 ) PDF全文 ( 12 )   可视化   收藏

  采用Gleeble-3500热模拟试验机对高铝高强钢在变形速率为0.01~10 s^-1、变形温度为925~1225℃的热变形条件下进行压缩试验，以真应力-应变曲线为基础数据研究其高温再结晶行为。通过对晶粒尺寸的统计来探究热变形条件对热变形后晶粒尺寸的影响。通过处理加工硬化率-应力曲线，标定数据中能揭示动态再结晶演变过程的3个特征点，即临界应变、峰值应变及最大软化速率应变。引入表征晶体动力学的双曲正弦模型，通过线性回归求解得到动态再结晶激活能Q，建立流变应力本构方程，并引入Z参数作为预测发生再结晶程度的依据。结果表明：高铝高强钢热加工过程是加工硬化和再结晶软化共同作用的。在发生再结晶条件范围内，Z值越小，发生动态再结晶的程度越大。
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  钢轨高压水除鳞过程射流冲击流场及冲击压力分布研究

  董永刚, 仪帅, 栾嘉宾, 李鸿全, 李树林

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 144-153. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.018

  摘要 ( 107 ) PDF全文 ( 182 )   可视化   收藏

  根据钢轨异型坯断面形状、万能轧制过程高压水除鳞装置设备参数以及除鳞喷嘴的位置和特点，结合钢轨万能轧制规程确定了冲击靶距、除鳞时间和喷嘴出口速度等参数，并基于Fluent软件建立了60 kg·m^-1重轨高压水除鳞过程二维模型并完成了射流冲击过程流体流动场和冲击压力仿真。得到了单喷嘴和双喷嘴射流冲击下射流体积分数、高压水速度矢量分布以及轨腰、轨底和轨头表面的冲击压力分布，并且分析了冲击靶距、喷嘴数量和喷嘴出口速度等参数对钢轨异型坯表面冲击压力分布的影响。研究结果表明这种压力在喷嘴中心处最大，向边缘处逐步减小；同时受断面形状和喷嘴布置状况影响较大。
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  单向石墨纤维增强铝合金复合材料轴向压缩损伤演化与断裂力学行为研究

  张奥迪, 蔡长春, 王振军, 周金秋, 杨思远, 王忠远, 杨伟, 徐志锋, 余欢

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 154-164. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.019

  摘要 ( 215 ) PDF全文 ( 483 )   可视化   收藏

  针对单向石墨纤维增强铝合金复合材料（CF/Al复合材料），采用细观力学数值模拟与准静态压缩试验相结合的方法研究了其轴向压缩渐进损伤与断裂力学行为，并分析了纤维体积分数对CF/Al复合材料压缩力学性能的影响。结果表明，基于纤维正六边形排布RVE建立的细观力学有限元模型对CF/Al复合材料轴向准静态压缩变形力学行为的计算结果与实验结果吻合良好。复合材料轴向压缩时首先在界面处发生损伤，界面损伤的累积随后引起局部界面失效并诱发基体合金的损伤，变形后期纤维发生失效并导致复合材料产生轴向45°压缩破坏，压缩断口呈现出界面脱粘和局部纤维断裂共存的微观形貌，表明界面脱粘及其导致的纤维断裂是诱发复合材料轴向压缩失效的主要机理。轴向压缩载荷作用下基体合金塑性变形损伤后不易发生失效，纤维性能是决定复合材料轴向压缩力学性能的主要因素，增加纤维体积分数有利于提高复合材料的轴向压缩弹性模量和极限强度。
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  Cu/Al侧向复合界面失效分析及性能调控

  王飞, 潘晟旻, 王梟, 钟毅, 尹建成

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 165-173. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.020

  摘要 ( 242 ) PDF全文 ( 230 )   可视化   收藏

  采用Conclad连续挤压法制备了Cu/Al侧向复合材料并分析了其界面失效机制。利用扫描电镜、能谱和X射线衍射观察和分析了铜铝复合材料的界面组织及形貌；借助热机械分析仪对Cu/Al复合材料的结合层及基体的热膨胀系数进行了表征。讨论了Cu、Al热成形过程中动态回复与再结晶对其界面结合强度的影响。结果表明：界面结合层的宽度，生成脆硬的金属间化合物CuAl₂、CuAl和Cu₉Al₄，结合层与基体之间的热膨胀系数差以及动态结晶与加工硬化产生的内应力是导致界面产生脆性劈裂的主要因素。基于Conclad连续挤压的成形工艺及这类缺陷产生的原因，提出了通过调整模具结构、成形的工艺装备及参数的具体措施并最终得到实验验证。
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  钛合金线性摩擦焊接头动态再结晶规律研究

  李晓红, 张彦华, 张田仓, 季亚娟, 李赞

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 174-181. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.021

  摘要 ( 167 ) PDF全文 ( 135 )   可视化   收藏

  针对TC4/TC17异种钛合金进行了线性摩擦焊试验，利用光学显微镜与扫描电镜对焊接接头各区域的微观组织进行了分析，并采用透射电镜分析了钛合金线性摩擦焊接头焊合区的动态再结晶规律。结果表明：在焊接升温的过程中，TC4/TC17钛合金线性摩擦焊焊缝区已经达到β转变温度。在热和力的作用下，焊缝中心处金属发生动态再结晶，生成了细小的等轴晶粒。由于焊合区在共生晶粒形成之后又经历了强塑性变形，焊合区的晶粒内部产生了高密度的位错。位错运动形成亚晶界，焊合区形成亚晶粒，并以亚晶粒为形核核心，发生动态再结晶过程。
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  基于微观结构-力学行为一体化计算的搅拌摩擦焊接数值模拟

  苑红磊, 谭治军, 张昭

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 182-191. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.022

  摘要 ( 175 ) PDF全文 ( 306 )   可视化   收藏

  采用Monte Carlo模型对6005A-T6铝合金在不同焊接速度下接头位置焊核区晶粒生长进行模拟。在此基础上，建立了不同焊接速度下的晶体塑性力学模型，对不同焊速下焊核区的力学行为进行预测，并将屈服强度预测值与文献试验值进行对比，验证了本方法的有效性。通过Monte Carlo和晶体塑性力学模型，建立了搅拌摩擦焊接微观结构-力学行为的一体化数值模拟计算方法，计算结果表明屈服强度最高时内部晶粒的变形更加均匀，应力分布的均匀性最好。并分析了多晶体内部滑移系的开动情况对Mises应力、剪切应力和剪切应变产生的影响，以及不同焊速下焊核区的累积剪应变对裂纹萌生位置的影响。
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  基于ABAQUS的紧固件非线性柔度参数化数值分析方法研究

  方阳

  塑性工程学报. 2020, 27(2): 192-197. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.02.023

  摘要 ( 207 ) PDF全文 ( 221 )   可视化   收藏

  基于ABAQUS软件建立参数化自动计算分析程序模块，能快速建立n钉单剪单排连接有限元模型，实现紧固件非线性柔度及钉载的计算分析以及结果定制化输出功能。以典型三钉连接的单剪单排模型为对象，考虑紧固件沉头与凸头几何特征，采用上述参数化自动建模计算分析法，计算连接模型的紧固件柔度系数，并与常用工程经验式和理论计算式值对比验证。结果表明：紧固件沉头几何特征对紧固件非线性柔度的数值计算影响较小，线性柔度计算值介于几种理论计算式及工程经验式结果之间，数值模拟的钉载分配与工程算法值误差也较小，进一步验证该参数化计算分析法用于分析紧固件非线性柔度具有一定可行性。