2020年, 第27卷, 第7期　
刊出日期：2020-07-28

  

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陕西省高性能精确成形技术与装备重点实验室专栏
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  卷焊筒流动旋压焊缝偏转预测研究

  詹梅, 李明, 高鹏飞, 马鹏宇, 邢路, 马飞

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 1-5. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.001

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  采用数值模拟与实验结合的方法，对卷焊筒流动旋压的焊缝偏转进行了研究。首先，建立了考虑焊缝与母材力学性能差异的卷焊筒流动旋压三维弹塑性有限元模型，并用旋压实验验证了有限元模型的可靠性。模拟与实验结果表明，焊缝偏转后轨迹近似为圆柱螺旋线，可用螺旋角表征其偏转程度。然后，结合maximin拉丁方实验方法设计了均匀实验，再结合回归分析建立了成形参数（减薄率、旋轮进给比、旋轮工作角和圆角半径）与焊缝偏转程度的定量关系，实现了不同成形参数下焊缝偏转程度的预测，预测结果与实验结果吻合良好。
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  多晶体材料微观组织三维有限元建模方法

  李宏伟, 孙新新, 詹梅, 黄栋

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 6-12. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.002

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  在总结分析现有多晶体材料微观组织三维有限元建模方法的基础上，提出了一种考虑真实晶粒与晶界形态的三维有限元建模方法，并以IMI834钛合金为例给出了详细的建模过程。通过连续切片方法与图像数值化方法构建了钛合金真实组织的三维有限元模型，并基于共用结点识别法生成了具有一定几何厚度的晶界单元，进而实现了IMI834钛合金真实组织及晶界形貌的高效表达。对获得的三维有限元模型赋予真实的晶粒取向，并通过施加边界条件实现了多晶体材料变形的仿真预测。可以发现，该多晶体材料微观组织三维有限元建模方法在模拟预测多晶体材料不均匀变形以及晶界损伤等方面具有适用性。
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  基于二维离散位错动力学的塑性变形研究进展

  郑泽邦, 旷野, 詹梅

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 13-20. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.003

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  二维离散位错动力学模型是研究微观尺度复杂载荷条件下材料的塑性变形行为的有效手段之一，在现有模型结构基础上，对离散位错动力学方法的3个重要进展进行了综述。首先介绍了二维离散位错动力学基于叠加法原理的算法框架，各向异性弹性场的引入有效扩展了离散位错动力学模型在多晶多相材料中的应用。其次系统论述了模型中与率敏感性相关的位错运动机制，通过引入位错在热激活效应下通过钉扎障碍的运动机制，实现了对低应变速率区间的率敏感性的预测。最后，对位错与界面相互作用进行了探讨，并结合模型计算方法的发展和在实际问题中的应用进行分析，以期为金属塑性变形机理的研究提供理论参考。
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  钛合金复杂构件等温锻宏微观成形规律与调控研究进展

  高鹏飞, 于超, 雷珍妮, 詹梅

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 21-32. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.004

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  钛合金复杂构件在航空、航天等高端装备领域具有广泛应用，等温锻是实现这类构件成形成性一体化制造的有效手段。然而，钛合金复杂构件等温锻成形是多模具约束、多参数影响下的复杂过程，再加上构件的结构复杂性与钛合金材料的组织敏感性，成形中工件将经历复杂的温度历史和强烈的不均匀变形，可能导致充不满、流线紊乱和折叠等宏观缺陷以及相转变、动态再结晶和球化等复杂的微观组织演化，进而影响构件服役性能，制约了高性能精确成形制造的实现。为此，国内外学者针对钛合金复杂构件等温锻宏微观成形规律与调控开展了大量研究。从钛合金等温锻成形材料流动、宏观缺陷和组织性能演变规律等方面综述了相关研究进展，并总结了本领域研究仍面临的难题与挑战。
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  金属材料热变形中的塑性流动失稳研究进展

  姜雪琦, 樊晓光, 詹梅, 李宏伟, 王俐

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 33-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.005

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  塑性流动失稳是金属材料热变形过程中调控微观组织均匀性、提高构件综合力学性能面临的关键基础性问题。对金属材料热变形过程中流动失稳相关的实验和建模方面目前所取得的研究进展进行了综述和分析，指出塑性流动失稳的主要类型有局部流动、宏观剪切带和微裂纹，并且分别分析了不同类型失稳的形成机理；对变形温度、应变速率、变形量及变形前的微观组织对不同类型流动失稳的影响规律进行了总结；从理论和应用两方面，对现有的流动失稳预测准则和模型进行了总结和比较。此外，针对金属材料热成形，如何实现复杂加载路径下考虑变形前组织非均质性影响的流动失稳预测将成为今后发展的一个重要方向。
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  基于DMR的钛合金片层组织热变形应变局部化仿真建模研究

  张健, 李宏伟, 孙新新, 詹梅

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 52-56. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.006

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  采用DMR技术建立了基于钛合金片层组织的晶体塑性有限元模型并用于研究钛合金片层组织热加工过程中应变局部化。该模型主要包括片层组织的高保真提取、高温β母相的晶体取向重构以及滑移系的初始滑移抗力的各向异性。通过该模型研究了应变局部化在热拉伸过程中的演化以及对片层组织的影响，并分析了α相和β相滑移系的局部施密特因子演化规律，进而探究了应变局部化的形成机制。研究发现：应变局部化带在β母相中产生，方向为片层集束方向。随着工程应变的增加，多个局部化带相互连接，最终贯穿整个β相。应变局部化演化的物理机制是：高温β母相的应变局部化引起相邻α相的硬滑移系开动，进而引起应力集中在α相中。α相的应力集中也会导致β相应变局部化进一步增强。
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  面向梯度温度场的钛合金盘坯加热试验研究

  陈斌, 李宏伟, 何晶, 詹梅

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 57-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.007

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  面向梯度温度场设计了局部热保护的钛合金盘坯缩比件加热实验方案，并通过试样边缘、过渡区和中心的温差确定温度梯度的变化。对比研究了到温加热与随炉加热两种加热方式，发现到温加热方式可获得更明显的温度梯度。此外，分析了影响钛合金盘坯温度梯度分布的显著工艺参数。当几何因素一定即试样的尺寸和形状不变时，到温加热温度对试样边缘和中心的温差有着显著影响，到温加热温度越高，温度梯度越明显。发现试样尺寸越大，试样温度梯度越大。随着换热面积增大、环境温度升高和环境与试样温差的增大，对流换热系数减小。
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  GH4049高温合金热变形中的动态再结晶预测

  王涛, 闵晓楠, 李钊, 万志鹏, 谭千辉, 赵张龙

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 64-71. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.008

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  以GH4049高温合金在变形温度为1060~1180 ℃、应变速率为0.1~50 s^-1范围内的等温压缩实验为基础，通过获得的真应力-真应变曲线预测了合金不同热变形条件下的动态再结晶体积分数。基于金属变形过程中的应变硬化、动态回复和动态再结晶软化平衡原理，分析了GH4049高温合金的流变行为，建立了合金热变形过程中动态再结晶临界应变、峰值应变与Zener-Hollomon参数的关系式；通过计算GH4049高温合金不同热变形条件下的动态再结晶体积分数，建立了合金动态再结晶体积分数的Avrami模型，量化预测出GH4049高温合金热变形中的动态再结晶发生比例。动态再结晶体积分数预测值与微观组织实验测试结果一致，证明了GH4049高温合金动态再结晶体积分数预测模型的准确性，可以用于GH4049高温合金工程应用中的动态再结晶预测。
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  工艺参数对GH4586高温合金微观组织的影响

  王凯, 苗金武, 陈科, 罗皎

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 72-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.009

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  通过等温热压缩试验及变形后固溶热处理试验，研究了变形温度、应变速率、应变、固溶温度及固溶时间对GH4586高温合金微观组织的影响。结果表明：γ相再结晶程度随着变形温度和应变的增大逐渐增大，随着应变速率的增加先降低后增大；γ相晶粒尺寸随着变形温度的升高逐渐减小，随着应变速率的增大先减小后增大，随着应变的增大先减小后趋于稳定；γ相再结晶程度及晶粒尺寸随着固溶温度的升高和固溶时间的延长显著增加。GH4586高温合金最佳热变形工艺参数为：变形温度为1060~1080 ℃、应变速率为0.01~0.1 s^-1。在该工艺参数范围内所得组织为均匀细小的等轴组织。
塑性成形技术与工艺
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  重型载重车半轴套管精确挤压成形过程参数优化

  李攀, 罗建国, 朱鑫锴, 赵文利, 金红, 周林

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 79-85. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.010

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  针对重型载重车半轴套管毛坯经过快捷精密挤压成形后存在的管端轴向长度偏差，设计了工艺参数关于管端轴向长度偏差的正交试验，并基于数值模拟结果建立了工艺参数关于管端轴向长度偏差的响应面方程。方差分析结果显示所建立的响应面方程具备较高的拟合精度，能够较好地反映设计变量和目标函数的响应关系。通过响应面方程的参数估计和对显著影响因素进行回归分析，获得了工艺参数对管端轴向长度偏差的影响规律。结果表明，模具挤压速度和连皮带厚度对管端轴向长度偏差具有显著的影响，且管端轴向长度偏差随挤压速度和连皮带厚度的增加都呈现降低的趋势，而坯料始锻温度对管端轴向长度偏差的影响不明显。通过对响应面方程进行求解优化并结合现场生产条件确定了最优的工艺参数组合，采用优化的工艺参数进行的数值模拟所得结果和工艺试验测量结果基本吻合，试制产品合格，管端轴向长度偏差得到优化，验证了优化方案和数值模拟的正确性。
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  铝合金T形型材电磁校形试验研究

  何逸汉, 于海平, 邓将华, 张文忠, 祝世强

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 86-93. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.011

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  对淬火2A12-T4铝合金T形型材进行电磁校形试验研究。结果表明：通过电磁校形能实现给定T形型材的可控校形，工艺效率高。对于带整体翘曲型缺陷的型材，根据弯曲变形规律打击局部区域可获得校形效果；对于带缘板局部波浪形缺陷的型材，顺序打击局部缺陷处可实现校形；对于整体翘曲与缘板局部波浪缺陷并存的型材，先校形缘板局部波浪缺陷，再校形整体翘曲可达到形状精度要求。在相同压下量下，与长时加载的压力机校形相比，电磁校形时T形型材的切向应力分布梯度更大，导致沿长度方向上产生了更大的塑性变形，加载与变形瞬时完成，校形效率高。
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  2A10铝合金铆钉电磁铆接镦头变形过程研究

  龚成鹏, 章陈浩, 马天宇, 邓将华, 范治松

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 94-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.012

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  采用试验方法，通过控制冲头下压量，得到离散化的2A10铝合金铆钉试样，研究铆钉镦头微观组织的演化以及绝热剪切带的萌生和扩展过程。结果表明，铆钉镦头不同区域变形差异大，中心区和对角线区域起始变形严重，剪切带最先在中心区和对角线区域萌生，但主、次剪切带萌生并不同步，主剪切带出现较早，逐渐扩展形成类抛物线形态，次剪切带出现后逐渐消失，转而在侧面变形区出现一些分散的剪切带。随着下压量加大，主剪切带愈发清晰，宽度增加，带内晶粒破碎严重，沿剪切带方向被拉长，晶界模糊；下压量达到82.12%时，主剪切带最为明显，但铆钉镦头并未出现裂纹。
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  钛网板渐进成形颅骨缺损修复体时网孔对材料变形行为的影响

  赵仕宇, 易宗超, 詹艳然

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 103-108. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.013

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  为研究采用板料数控渐进成形工艺加工钛网板颅骨缺损修复体时的材料变形行为，优化成形工艺，采用由三维扫描仪获得的颅骨点云数据，建立缺损修复体的数字化模型；基于有限元数值模拟，讨论了网孔尺寸对板料成形能力、成形均匀性及稳定性的影响。结果表明：渐进成形时，钛网板的变形行为与无孔钛板明显不同，网孔的存在降低了材料的变形抗力，改变了金属的流动行为，使得变形区材料处于单向拉应变状态；网孔提高了板料的变形能力，但当网孔的尺寸较大时，会破坏成形件的均匀性和稳定性。采用钛网板渐进成形颅骨缺损修复体时，网孔直径取Φ4 mm为宜。
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  风电轴承套圈超声滚挤压表层物理力学性能预测模型

  姚国林, 徐红玉, 王晓强, 崔凤奎, 苏涌翔

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 109-116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.014

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  为了实现对风电轴承套圈超声滚挤压表层物理力学性能的合理控制，以静压力、进给速度、转速和振幅为加工参数进行超声滚挤压正交试验设计，采用遗传算法对BP神经网络算法进行改进，借助正交试验数据建立风电轴承套圈超声滚挤压表层物理力学性能预测模型，并验证预测模型的准确性，再应用BP神经网络预测模型分析各加工参数对风电轴承套圈表层物理力学性能的影响规律。结果表明：风电轴承套圈表层残余压应力试验值与预测值平均相对误差为3.9%；表面加工硬化程度平均相对误差3.31%，试验值与预测值相差较小，证明了BP神经网络预测模型的预测精度较高；预测结果表明随着静压力的增大，残余压应力和表面硬度呈增大趋势；随进给速度增大，残余压应力和表面硬度减小；转速增大使表面硬度增大，残余压应力减小；随着振幅的增加，残余压应力呈增大趋势，表面硬度呈先增大后减小的趋势。预测模型的预测规律与试验规律相一致，能够实现对风电轴承套圈超声滚挤压表层物理力学性能的预测。
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  喷射成形7055铝合金薄板搅拌摩擦焊研究

  邱宇, 孟强, 栾国红, 曾元松, 李志强, 张豪

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 117-122. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.015

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  针对1.2 mm厚喷射成形7055-T74铝合金薄板，开展搅拌摩擦焊对接的正交试验。以焊缝成形质量和接头性能为评价依据，优化搅拌头和焊接工艺，并对优选条件下的焊接接头微观组织和显微硬度进行分析。结果表明，当选用轴肩直径为Φ8 mm、轴肩形貌为双圆环的搅拌头和旋转速度为800 r·min^-1、焊接速度为200 mm·min^-1的焊接工艺参数时，焊缝表面无缺陷，内部质量满足HB/Z 416标准I级焊缝要求；焊接接头的抗拉强度为495.7 MPa、达到母材的83.5%，断后伸长率为4.47%，拉伸断裂发生在后退侧，拉伸断口具有韧性断裂的特征；热机影响区组织发生拉长弯曲，焊核区发生了再结晶，组织为更加细小的等轴晶；焊接接头的硬度分布曲线近似于"W"形，硬度最高点在焊核区，最低点在后退侧的热影响区。
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  基于正交试验与BPNN-GA的航标灯外壳注塑工艺参数优化

  刘强, 陈洪荣, 梅端, 陆卓凡, 何梓烽, 钟崇铭

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 123-129. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.016

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  通过优化工艺参数，提高注塑件的成型质量。以航标灯外壳为例， 建立CAD模型并利用有限元分析软件Moldflow进行注塑成型数值仿真，运用正交试验设计方法与注塑工艺数值模拟相结合， 通过对正交试验仿真结果进行分析，综合评估了注塑过程中的熔体温度、模具温度、保压压力和保压时间对注塑成型关键质量特性翘曲的影响规律。并以仿真试验数据训练BP神经网络（BPNN）模型表征工艺参数与翘曲关系，利用遗传算法（GA）以翘曲最小为约束条件优化注塑工艺参数。结果表明，各因素对航标灯外壳翘曲影响的顺序为熔体温度>保压时间>保压压力>模具温度，其中熔体温度与保压时间为显著因素。通过BPNN-GA方法优化后获得的工艺条件为：熔体温度为215.01 ℃，保压时间为5.31 s，保压压力为50.37 MPa、模具温度为78.75 ℃。在此工艺条件下，航标灯外壳最大翘曲Moldflow仿真值为1.736 mm， BPNN-GA预测值为1.748 mm，二者吻合度高，说明所建立的神经网络模型能较好地表征工艺参数与翘曲之间关系。
材料性能与变形理论
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  304H不锈钢冷拔过程马氏体转变和力学及磁性能变化规律

  徐钦华, 彭志贤, 李明扬, 袁泽喜, 朱建新, 宗永, 李超群, 刘静

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 130-138. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.017

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  利用光学显微镜、扫描电镜、磁通计、X射线衍射仪、拉伸试验机及维氏硬度计等，对在线拉拔工艺制备的不同变形量的304H奥氏体不锈钢进行微观组织观察和力学性能及磁性能测试。结果表明，随着形变量增加，304H不锈钢组织发生明显细化，且其强度及硬度显著升高。当材料真应变小于1.2时，钢丝拉拔强度的贡献来源于位错的塞积和形变孪晶；当真应变大于1.2时，钢丝拉拔强度变化主要归结于马氏体相变和位错增殖机制。304H奥氏体不锈钢的马氏体转变为γ-fccα'-bcc型转变，无中间相生成。形变诱导产生的马氏体相是304H不锈钢中主要的铁磁相，马氏体相体积分数f_M与钢丝饱和磁化强度M_s呈线性关系M_s=99f_M-2.9。
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  不同热处理状态下铝合金应变速率敏感性的研究

  金飞翔, 谷曼, 钟志平, 金红, 周林

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 139-143. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.018

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  为研究不同热处理状态下AA6016铝合金板材的应变速率敏感性，针对1 mm厚的AA6016-T4和AA6016-T5两种不同热处理状态的铝合金板材，采用试验的方法获得不同应变速率下铝合金板材的应力应变数据，并进行试验结果的对比分析。结果表明，当应变速率为1730 s^-1时，AA6016-T5铝合金的抗拉强度为450 MPa，断裂应变为0.185；当应变速率超过1110 s^-1时，高应变速率下的断裂应变明显超过准静态下的断裂应变；当应变速率为1860 s^-1时，AA6016-T4铝合金的抗拉强度为245 MPa，断裂应变为0.235。对比分析表明，高应变速率下铝合金板材的抗拉强度比准静态下高；高应变速率下，随着应变速率增加，铝合金板材的塑性逐渐提高；AA6016-T5铝合金应变速率的敏感性明显高于AA6016-T4铝合金。
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  材料性能对汽车用高强钢回弹的影响分析

  刘建辉, 王少英

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 144-149. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.019

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  根据薄板拉弯回弹评估方法，选取DP780高强钢为研究对象，采用试验和AUTOFORM仿真建模相结合的方法，分析材料的回弹特性。基于仿真模型，分析不同的材料性能参数，主要包括材料的屈服强度、抗拉强度、应变硬化指数、塑性应变比和弹性模量等对回弹特性的影响，并采用建模分析的方法对获取的结果进行验证。结果表明：材料的应变硬化指数和屈服强度对回弹的影响最大，塑性应变比次之，弹性模量和抗拉强度影响最小；随着应变硬化指数和屈服强度的增大，回弹量有增大的趋势，呈现正相关；塑性应变比的影响较弱，呈现出负相关的变化趋势；应变硬化指数和屈服强度对回弹影响的耦合效应较明显，在应变硬化指数较小时，屈服强度对回弹量的影响不显著，而在应变硬化指数较大时，屈服强度对回弹的影响明显。在高强钢成形中，低屈服强度可有效降低回弹，更有利于零件成形及后续装配。
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  新型低成本超高强度钢热变形行为研究

  杨鹏, 宁静, 苏杰, 姜庆伟

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 150-157. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.020

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  采用Gleeble-3800型热模拟试验机对新型低成本超高强度G31L钢的热变形行为进行了系统研究，变形温度为750~1250 ℃、应变速率为0.01~10 s^-1，最大应变量为0.9。取不同变形条件下的峰值应力，计算G31L钢热变形激活能Q及其本构方程；并基于动态材料模型绘制应变量为0.2、0.4、0.6和0.8的功率耗散图和流变失稳图，建立该材料热加工图。分析发现合理加工区主要分布在1050~1250 ℃，0.01~0.32 s^-1范围内，且功率耗散因子η大于0.3，在此区域内合理选择变形温度和应变速率，使基体发生动态再结晶并避免晶粒过分长大，可获得性能优良的锻件。
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  新型贝氏体轴承钢热变形行为及动态再结晶研究

  张治红, 彭文飞, 李淑欣, 王洪娟

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 158-167. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.021

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  利用单道次热压缩实验，在Gleeble-3500型热模拟机上研究新型贝氏体轴承钢在变形温度900~1200 ℃，应变速率0.01~5 s^-1，压缩变形量为60%条件下的热变形行为，获得了真应力-真应变曲线。对压缩后的试验钢进行了微观组织分析，建立了其基于峰值应力的本构方程及动态再结晶动力学模型。结果表明：在温度和应变速率的影响下，材料发生了动态再结晶。从显微组织可以看出，变形温度1100 ℃，应变速率0.5 s^-1时微观晶粒尺寸较为均匀细化。本构模型的计算值与实测值的线性相关系数R²为0.96，呈现出良好的线性关系。根据热变形材料的特征参数，建立了动态再结晶动力学模型，计算值曲线与散点实测值基本吻合，验证了模型的正确性。根据真应变为0.6的应变速率敏感性指数m分布图，获得材料最佳热加工参数为温度950~1150 ℃，应变速率0.2~0.5 s^-1。
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  热轧双覆层不锈钢/碳钢复合板组织与性能研究

  吕泽华, AGAMURADOV Dayanch, 张志雄, 赵敬伟, 林鹏, 王涛

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 168-175. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.022

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  采用真空热轧法对20 mm厚的碳钢、4 mm厚的304奥氏体不锈钢和4 mm厚的410马氏体不锈钢3层复合板进行轧制复合。研究结果表明，在高温高压下，界面实现了牢固的冶金结合，板材复合良好，无开裂和氧化层出现。在碳钢/不锈钢复合界面近碳钢侧出现一层60~80 μm的脱碳层，由于C、Cr的跨界面扩散使界面出现一层白亮的条带层，为Cr的碳化物的硬脆相，且C元素出现"上坡扩散"；在双层不锈钢的复合界面附近发现少量弥散分布的细小Si-Mn氧化物颗粒，扩散层厚度约3 μm。复合板材抗拉强度平均值为568.32 MPa，拉伸断口分层明显，碳钢侧韧窝大且深，塑性较好，复合层为Cr的碳化物，呈现脆性断裂。410不锈钢呈现准解理断裂，而304不锈钢由于处于板材边缘，呈现切断型断口形貌。并且由于板材变形协调性的差异，裂纹在复合层处萌生，并首先向410不锈钢侧扩展。
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  非对称截面型材平面拉弯成形时法向变形研究

  钱志平, 林建凯, 聂凯锋, 黄世军

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 176-181. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.023

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  非对称截面型材平面拉弯成形后，零件会出现法向翘曲变形的现象，对任意形状非对称截面型材预拉屈服后的小曲率弯曲进行了截面应力-应变分析，用塑性工程解析法推导了平面拉弯时的法向附加弯矩公式。对Ω形和L形两种截面型材进行了平面等曲率拉弯成形试验，验证了理论分析结果。用ABAQUS有限元软件模拟了L形截面型材，在先预拉再弯曲后补拉的加载方式下，型材发生法向翘曲变形，得到了补拉量和摩擦系数对法向翘曲变形的影响规律，试验与模拟结果表明：当先预拉0.7%再弯曲时，随着补拉量增加，法向翘曲变形快速减少，当补拉量超过0.5%后，法向翘曲变形下降缓慢。
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  搅拌摩擦加工道次及主轴转向对再生铝合金组织和性能的影响

  宋斌, 龚航, 钱锦文, 肖逸峰

  塑性工程学报. 2020, 27(7): 182-189. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2020.07.024

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  通过改变加工道次及主轴转向，研究了搅拌摩擦加工工艺对Al-7Si-0.9Fe-0.3Mg铝合金组织和力学性能的影响。结果表明：随着加工道次的增加，搅拌摩擦加工区的宽度和面积均逐渐增大，改变主轴转向后，加工区的宽度较主轴转向改变前低，但提高了加工区组织的均匀性和对称性。热机械影响区的宽度也随着加工道次的增加而增大，而改变主轴转向后，前进侧热机械影响区的宽度较主轴转向改变前低，返回侧与中心区的界限清晰，第二相分布的取向明显降低，改善了颗粒尺寸和分布均匀性。加工核心区的第二相颗粒尺寸随加工道次的增加而逐渐减小，圆整度逐渐提高，3道次时富铁相和共晶硅的平均长度分别为3.65和2.91 μm，较单道次分别降低14.1%和38.6%。改变主轴转向后，第二相的细化和圆整化效果稍有降低。加工道次的增加对加工核心区的抗拉强度影响不显著，但伸长率显著提高，而改变主轴转向对合金抗拉强度和伸长率的影响均不明显。