2021年, 第28卷, 第2期　
刊出日期：2021-02-28

  

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塑性成形技术与工艺
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  充压镦形技术原理及应用

  初冠南, 陈钢, 孙磊, 林才渊

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 1-6. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.001

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  针对通过"膨胀"变形模式成形中空零件时，塑性变形全部靠内压来驱动，存在对高压依赖严重、壁厚减薄、生产效率低等困难，提出了充压镦形技术，其成形思路与膨胀成形恰好相反。原理是借助内压的支撑，对管坯进行"截面压缩"来成形变截面中空零件。并应用了在法向力支撑下板壳面内压缩失稳应力提高的力学原理。结果表明，变形模式的改变释放了内压，内压仅起辅助支撑作用，所需压力降低至几十兆帕。此外，充压镦形中材料始终在三向压应力条件下变形，从根本上避免了膨胀变形模式下的壁厚减薄和开裂问题。最后通过成形某车身B柱，展示了该工艺在实际运用中的技术优势。
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  电塑性轧制时脉冲对轧制力影响规律的时间特征

  孙利娜, 李强, 李明

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 7-13. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.002

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  通过分析多道次电塑性轧制过程中单脉冲周期内的轧制力波动数据，研究了电脉冲对轧制力的影响。通过对比单周期内的轧制力波动与脉冲波形，得到脉冲电流时间内电脉冲对轧制力的影响规律。对单周期内电流空窗期的稳态轧制力进行分析，得到电脉冲在整个轧制道次时间内对轧制力的持续影响规律。研究结果表明：电脉冲对轧制力影响的短程冲击特征只存在于脉宽段内，其原因仅与纯电塑性效应有关；电脉冲对轧制力影响的长程特征是由持续导入电脉冲的热效应累计造成的轧件温升导致的；电脉冲对轧制力影响的长程特征与短程特征在时间刻度上存在本质区别，必须严格区分；电脉冲对轧制力影响的长程特征导致的轧制力降低幅度大于短程特征导致的轧制力波动幅度。
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  基于多场耦合有限元法的大规格电镦成形工艺优化

  蒋立鹤, 王方旋, 权国政, 黄云峰

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 14-21. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.003

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  为了分析电镦成形过程中缺陷的形成过程，基于MSC.Marc平台建立了多场耦合的有限元分析模型。通过数值模拟和生产实践得出产生波浪缺陷的主要原因有两方面：一是在预热阶段大电流的作用下，随温度升高，趋肤效应明显，形成椭圆柱体，这种现象在后面的电镦成形过程中逐步放大，从而形成波浪缺陷；二是电镦过程中峰值电流大、温度较高，且峰值电流在靠中、后阶段，硬化不明显，导致波浪缺陷。随后，通过无级电流变化的模式调节不同阶段的电流，成功避免了电镦过程中的波浪缺陷。最后，通过在MSC.Marc软件中开发电流子程序，建立了电流多节点闭环控制的数值模拟优化方法，并在实践生产中得到验证。
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  冲压PEMFC蛇形流道金属双极板转角区厚度减薄研究

  翟华, 李源, 石文超, 张科

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 22-28. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.004

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  经过三蛇形流道金属双极板冲压成形实验，发现双极板流道转角区因应力集中发生厚度减薄，出现局部破裂现象。因此，从优化转角区肋的拔模斜度、倒圆半径和转角区肋的高度值等方面，提出并比较了4种结构优化方案，通过非线性数值仿真软件对4种优化方案进行了仿真研究。结果表明，当选用优化转角区肋的拔模斜度和倒圆半径方案，拔模斜度至30°和上边倒圆半径至0.5 mm时，流道转角区最大应力由1033 MPa降低至约925 MPa，最小厚度由0.069 mm增加至0.074 mm；当降低转角区肋的高度至0.48 mm时，流道转角区最大应力降低至约816 MPa，最小厚度增加至0.076 mm。4种优化方案均有助于缓解冲压过程中转角区的厚度减薄问题，且前3种容易实现。第4种方案优化效果显著，但相应的模具制造成本较高。
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  TC4钛合金双曲度复杂航空零件热成形工艺研究

  王珏, 韩颖杰, 谢洪志, 彭皓云

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 29-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.005

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  选取TC4钛合金双曲度复杂航空零件作为研究对象，采用热成形工艺进行成形。设计了3种成形模具工艺方案，分别为无拉伸梗、整体拉伸梗和局部拉伸梗。采用有限元仿真技术对3种成形工艺方案进行模拟，得到零件成形过程中的厚度变化情况，并预测可能产生的成形缺陷，对零件成形质量进行了评估，确认了拉伸梗在成形过程中的作用。通过3种成形工艺方案的数值模拟结果反复优化模具设计，最后得到最优的模具设计方案，并进行了试验验证。结果表明，采用模拟仿真优化后的模具成形制造的零件表面质量良好，拉伸梗在成形过程中对材料起到了拉伸作用，防止零件褶皱的产生，零件厚度分布均匀，完全满足设计和使用需求；工艺试验结果与有限元仿真结果一致。
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  真空灭弧室中间屏蔽罩固体颗粒介质成形工艺研究

  李小钊, 薛从军, 曹秒艳, 曹磊, 胡晗

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 38-45. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.006

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  针对真空灭弧室中间屏蔽罩截面形状复杂及成形质量要求较高的问题，提出带有背压的中间屏蔽罩固体颗粒介质复合拉深成形工艺，并基于TU1无氧铜板材料性能参数及颗粒介质Drucker-Prager模型参数，运用Abaqus有限元软件建立了TU1无氧铜中间屏蔽罩复合拉深成形仿真模型，研究了复合成形中凸模行程和背压压力对板材成形性能的影响。结果表明，复合成形工艺可以一次性成形具有复杂截面特征的中间屏蔽罩，同时，背压压力的大小对工件成形性能存在显著影响，背压过大会造成板材直壁段与凸模圆角过渡部位壁厚减薄严重，背压过小会造成板料中心部位减薄，且下降行程中出现起皱现象，背压压力需在合适范围内取值。
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  热轧酸洗SAPH440翻边开裂原因分析及优化

  郑学斌, 郭子峰, 韩龙帅, 鄂宏伟, 杨建炜

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 46-51. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.007

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  针对热轧酸洗板SAPH440在冲压成形过程中出现的翻边开裂现象，对材料化学成分、力学性能、断口形貌和扩孔率进行了试验分析。结果表明，落料冲裁边部撕裂带占比过大会降低材料扩孔率，翻边成形时裂纹容易在拉应力作用下扩展，导致零件发生开裂。通过化学成分和生产工艺优化，细化了晶粒，获得均匀的多边形铁素体组织，提高了材料屈强比和伸长率，零件开裂率由100%降低至9%。零件冲压成形仿真分析结果与实际冲压一致，通过优化坯料尺寸、降低翻边开裂区翻边高度，可有效改善撕裂带对翻边工序带来的不利影响，零件冲压合格率为100%。
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  基于Bai-Wierzbicki准则的ECAP塑性损伤研究

  高建烨, 何涛, 霍元明, 宋淼, 姚婷婷, 杨万博

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 52-62. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.008

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  通过韧性断裂试验建立了6063铝合金的Swift硬化准则和Bai-Wierzbicki韧性断裂准则，利用Abaqus/Explicit对ECAP过程中的韧性断裂进行了有限元模拟。模拟与试验结果表明：Bai-Wierzbicki韧性断裂准则能准确预测试件的韧性断裂。ECAP过程中试件的塑性损伤主要发生在主变形区和试件头部翘曲处，其形成机制是通道拐角处压剪变形造成的剪切类塑性损伤。试件主变形区塑性损伤主要受模具内角和内角半径的影响，其大小随着内角和内角半径的增大而减小；而模具外角对试件头部的塑性损伤影响则较为显著，损伤大小随外角增大而减小。
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  5A02铝合金管材缩口增厚的影响显著性及成形规律研究

  李晓冬, 徐雪峰, 魏科, 邱泽宇

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 63-69. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.009

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  基于DEFORM有限元模拟软件建立了5A02铝合金管材缩口增厚有限元模型，采用正交试验设计模拟方案，研究管坯壁厚、管坯直径、模具锥角和进给速度对铝合金管缩口增厚过程增厚区平均壁厚和壁厚标准差的影响显著性及成形规律。结果表明：管坯壁厚对增厚区平均壁厚和壁厚标准差的影响最大；管坯壁厚越大或进给速度越快，工件增厚区平均壁厚越大；较大或较小的模具锥角和管坯直径均不利于工件增厚区平均壁厚的增加。此外，管坯壁厚、模具锥角、管坯直径或进给速度越小，工件增厚区的壁厚标准差越小。通过正交优化方法获得了一组最优参数，即进给速度1 mm·s^-1、模具锥角12°、管坯直径Φ22 mm、管坯厚度2 mm，最后验证了该组参数的准确性和可靠性。
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  模具参数对液压胀形双层异质波纹管波形轮廓的影响研究

  陈庆龙, 刘静, 吕志勇, 崔磊

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 70-78. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.010

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  为研究模具参数对波纹管液压胀形后波形轮廓的影响规律，采用ABAQUS有限元软件，建立了波纹管液压胀形全过程有限元模型，基于此模型研究了不同波深系数下模具倾角和成形腔厚度对3个波形轮廓指标（波高、波距和波纹倾角）的影响规律。结果表明，模具倾角和成形腔厚度对波形轮廓有重要影响。随模具倾角的增大，回弹后波纹倾角减小，波纹倾角回弹量增大；随模具成形腔厚度的增加，回弹后的波距、波纹倾角及其回弹量增大；增大波深系数，波纹管回弹量和最大壁厚减薄率明显增大。改变模具倾角和成形腔厚度能够有效控制波形轮廓。
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  薄壁管材内增量成形仿真与实验研究

  朱金婷, 张睿, 卢安专, 党超

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 79-85. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.011

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  将分层制造理论与管材成形技术相结合，提出管材内增量成形工艺。采用数值模拟和实验验证相结合的方法对紫铜管内增量成形过程进行研究，探索了成形工艺参数对成形力的影响规律。结果表明：管壁厚度、径向进给量、成形工具圆角半径和起始成形距离对成形力的指数影响因子分别为0.7、0.28、0.21和0.13。此外，讨论了参数取值范围对成形件质量的影响，成形时径向进给量主要影响成形效率和制件截面圆度，成形工具圆角半径主要影响成形制件表面粗糙度，管壁厚度对成形制件破裂缺陷影响较大。
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  6061-T6铝合金搅拌摩擦焊工艺及性能研究

  邱宇, 孟强, 董继红, 郭晓娟, 赵华夏, 罗锐

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 86-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.012

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  针对6 mm厚6061-T6铝合金开展搅拌摩擦焊焊接工艺优化，分析焊接接头的组织，并对接头的拉伸、弯曲、硬度和冲击等性能进行研究。结果表明：当选用旋转速度1400 r·min^-1、焊接速度700 mm·min^-1的焊接参数时，可获得无缺陷的焊缝，焊接接头各区域组织过渡均匀，焊核区组织为细小的等轴状晶粒；焊接接头的抗拉强度为252.89 MPa，达到母材的80.45%，屈服强度为172.68 MPa，焊接接头的断裂发生在后退侧，断口具有韧性断裂的韧窝状特征；焊接接头经过180°正弯和背弯后，未观察到裂纹；焊接接头横截面的硬度曲线呈"W"形，硬度最高点在焊核区、最低点在后退侧的热影响区；焊缝具有较好的韧性，其平均冲击功是母材的2.87倍。
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  基于DEM的振动激励下金属板材表面效应研究

  王小焕, 李小钊, 曹秒艳, 胡晗, 韩旭斌, 王鹏

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 92-101. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.013

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  为研究振动激励下金属板材表面效应产生机理，以金属板材真实表面形貌为基础，建立振动条件下金属板材剪切-摩擦理论模型，并基于离散元法（Discrete Element Method，DEM）对其振动剪切过程进行数值仿真，探讨了不同振动参数对剪切摩擦系数的影响规律。结果表明，振动激励条件下，金属板材剪切摩擦系数均值随着振动频率增加而减小，但其减小幅度随频率由低频向高频过渡时存在一个频率分界点。频率小于分界点时，剪切摩擦系数均值由接近静态摩擦系数值逐渐减小至接近该值的1/2；频率大于分界点值时，剪切摩擦系数迅速降低并逼近零值。剪切摩擦系数均值随振幅增加而减小，剪切摩擦系数减小的幅度主要取决于施加的振动激励的平均能流密度，且存在一个平均能流密度阀值，在阀值范围内，随能流密度增加，减摩效应不明显；超过阀值时，随能流密度增大，减摩趋势越加显著。最后展开了振动剪切试验，验证了DEM在滑动摩擦模拟中的有效性。
材料性能与变形理论
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  深冷轧制制备超细晶纯铝的微观组织与热稳定性研究

  乔及森, 王兵

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 102-108. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.014

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  采用深冷轧制的方法制备了超细晶纯铝，通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及背散射电子衍射等技术表征了不同应变量下纯铝的微观组织；并且利用自动硬度计分析了纯铝的力学性能；同时对应变为2.7时的试样进行退火处理，研究了超细晶纯铝的热稳定性。研究表明，纯铝变形过程中，随着应变的增加，晶粒尺寸明显得到细化，达到饱和状态时晶粒尺寸为340 nm，其形貌主要是层片结构，且存在大量的小角度晶界；变形态纯铝的显微维氏硬度随着应变的增加而逐渐增加，当晶粒尺寸为340 nm时，硬度可达到44 HV；此外，超细晶纯铝在退火过程中的晶粒尺寸随着温度的升高而增加，在200℃下退火30 min后晶粒尺寸为1 μm。
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  AZ31B镁合金板各向异性行为的实验和模拟研究

  李亨, 周雨威, 钱凌云, 朱子青

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 109-116. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.015

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  通过单向拉伸和双向拉伸实验研究了AZ31B镁合金板材在拉伸状态下的塑性变形行为，发现实验用镁板具有明显的各向异性特征，不同方向的屈服强度最大差值约为24 MPa，且材料的厚向异性系数均大于2。基于实验结果标定了Hill48和Yld2000-2d两种各向异性屈服函数，并选用组合型Swift-Voce准则描述了材料的硬化行为。为了评估塑性模型的适用性，进行了刚性凸模胀形实验。通过用户子程序VUMAT将模型嵌入到ABAQUS中进行胀形模拟，并将两种模型预测的力-位移曲线和塑性应变与实验结果进行了对比。结果表明，Hill48模型高估了镁合金板材的成形力，且无法兼顾材料的受力情况和应变变化；而Yld2000-2d模型可以同时较好地描述镁合金板材的应变和成形载荷，其应变预测相对误差为3.7%，载荷预测最大相对误差为1.7%。
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  BFe10-1-1铜管扩径拉拔形变分析及其力能预测

  邓同生, 李尚, 李升燕, 苟伟, 赵鸿金

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 117-124. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.016

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  为研究实际生产中大口径铜管的扩径拉拔工艺，基于等比例缩小原则，通过理论解析、有限元仿真和实验验证3种途径对BFe10-1-1铜管扩径拉拔的形变规律及扩径力进行研究，探讨了关键工艺参数对扩径过程的影响规律。结果表明：扩径力随扩径系数、管材壁厚和摩擦系数的增大而增大，随模芯半锥角的增大先减小后增大，在模芯半锥角为12°左右时可获得最小扩径力。理论和有限元预测的扩径力与实测值吻合良好，当扩径系数为1.1时，压入扩口时的扩径力理论和有限元预测值与实验值的相对误差分别为4.1%和0.8%，拉伸扩径时的扩径力理论和有限元预测值与实验值的相对误差分别为3.3%和4.4%。
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  变温往复镦挤对Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金组织和硬度的影响

  郭睿, 李国俊, 张治民, 赵熹, 刘凯

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 125-131. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.017

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  对挤压态Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金进行4道次变温往复镦粗-挤压变形，累积应变量为5.40。温度选取稀土镁合金常用变形温度，即从420℃降低到380℃再升高到420℃再降低至380℃。利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪、维氏硬度等手段，研究了不同温度和变形道次对合金组织和硬度的影响规律。结果表明：变温往复镦粗-挤压工艺能够显著减小Mg-9Gd-4Y-2Zn-0.5Zr合金的晶粒尺寸，改善组织均匀性；其组织演变体现在晶界处块状LPSO相的破碎重新分布、晶粒内部层片状LPSO相的溶解、变形导致的颗粒第二相的析出及动态再结晶。温度对变形组织的影响至关重要，虽然3道次相比2道次多进行了一次大变形，但是第3道次组织比第2道次组织晶粒大、硬度低，这是由于变形温度升高导致的。初始态稀土镁合金DSC曲线在380~420℃无峰值变化，没有明显的相变，但合金在变形过程中会在晶界处析出黑色颗粒相，温度变化对变形过程中的析出相会产生影响，在升温变形中有一部分变形析出相重新破碎溶解回基体，而变形析出的颗粒相对LPSO相起到钉扎破碎的效果，同时阻碍动态再结晶晶粒的长大，第3道次升温后，由于变形析出相的减少，部分再结晶晶粒长大，导致第3道次组织比第2道次组织晶粒大、硬度低。第4道次降温变形后，由于变形温度低且累积应变量最大，得到的晶粒组织最为细小且均匀分布，硬度也最大。细小的动态再结晶晶粒与析出的Mg5（Gd，Y，Zn）相是导致合金硬度提高的主要原因。
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  TA1-Q345复合板变形行为及界面组织演变

  程健, 张兵, 张志娟, 赵田丽, 刘鹏茹, 赵芬芬

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 132-138. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.018

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  采用Gleeble-3500热力模拟试验机对TA1-Q345爆炸复合板进行等温恒应变速率单向热压缩试验，变形参数为：温度573~773 K、应变速率0.001~0.1 s^-1、压下量50%。根据流变应力-应变曲线，研究TA1-Q345爆炸复合板的热变形行为和界面组织特征。结果表明：TA1-Q345复合板流变应力对变形温度和应变速率非常敏感，利用修正的J-C模型建立了本构方程，其相关系数R和平均相对误差AARE分别为0.977和3.44%。在应变速率0.01 s^-1、变形温度573~773 K、压下量50%时，界面波浪及漩涡变为扁平状，界面两侧组织沿变形方向趋于平行，组织均匀性提高。
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  基于冲击液压胀形试验及遗传算法构建薄壁管动态塑性本构关系

  李玉寒, 徐波, 刘建伟

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 139-145. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.019

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  为了准确构建冲击液压胀形真实环境下金属薄壁管的动态塑性本构关系，提出了一种基于遗传算法构建薄壁管本构关系的方法。首先，通过对冲击液压成形中金属薄壁管应力应变状态的分析，确定了薄壁管塑性本构模型及力学关系；然后，在冲击液压胀形试验过程中，基于三维数字散斑相关法实时在线获取薄壁管胀形区塑性变形参数；接着根据试验变形数据，利用遗传算法确定了薄壁管的塑性本构关系；最后，将运用遗传算法和一般线性回归法确定的薄壁管材料参数分别用于DYNAFORM和ANSYS Workbench联合仿真，并将模拟得到的管材胀形轮廓曲线、最大胀形高度与试验结果进行对比。结果表明，运用遗传算法获得的各项结果的偏差均最小，故基于遗传算法能更准确地预测薄壁管的动态塑性本构关系。
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  粉末冶金Ti-44Al-2Cr-4Nb-0.2W-0.2B合金高温流变行为及本构模型研究

  龚思恒, 董显娟, 徐勇, 鲁世强, 倪红明

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 146-153. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.020

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  利用Gleeble-1500D热模拟实验机对元素粉末法制备的TiAl基合金进行等温压缩实验，实验温度为1100~1200℃，应变速率为0.1~0.001 s^-1。研究结果表明：粉末冶金Ti-44Al-2Cr-4Nb-0.2W-0.2B合金在等温恒应变速率压缩过程中产生了明显的动态再结晶，流动应力呈流动软化特征，其流变应力值随着变形温度的上升而降低，随应变速率的增大而增大；获得峰值应力下的激活能为563.67 kJ·mol^-1。基于BP神经网络建立了该合金的本构模型，结果显示预测值和实验值的拟合相关系数达0.9995，所建立的本构模型平均相对误差在4%以内。通过与Arrhenius型本构模型预测结果的各项统计参数进行对比，发现BP神经网络模型预测效果较佳，可客观真实地描述Ti-44Al-2Cr-4Nb-0.2W-0.2B合金的高温塑性变形行为。
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  带环形焊缝双金属复合管屈曲失效研究

  谭丁森, 张建勋, 秦庆华

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 154-161. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.021

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  建立了带环形焊缝双金属复合管的三维有限元数值模型，在考虑双金属复合管复合成形过程所产生的残余应力的情况下，对在复杂载荷下带环形焊缝的双金属复合管的屈曲失效机理进行了研究，分析了环形焊缝、内衬管壁厚、外基管外径、内外管的初始间隙以及内衬管的屈服强度等因素对双金属复合管屈曲失效以及变形的影响。结果表明，环形焊缝的存在明显降低了双金属复合管内衬管发生屈曲失效时的曲率；外基管外径增加、内外管初始间隙增大、内衬管屈服强度增大以及内衬管壁厚减小均会使带环形焊缝双金属复合管更容易发生屈曲失效。
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  基于声发射特征参数的泡沫铝低周疲劳过程研究

  陈旭, 石健

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 162-169. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.022

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  使用声发射仪和CCD相机采集了室温下闭孔泡沫铝试样单轴压缩和正弦波恒载疲劳试验过程的声发射参数及CCD图像，得到了单轴压缩时的声发射参数与应力-应变曲线及不同峰值应力（最大应力/屈服应力）下疲劳寿命曲线和声发射特征参数。结果表明：声发射振铃计数的变化与泡沫铝的应力-应变曲线和疲劳曲线变化趋势一致。通过对声发射振铃计数与能量计数的分析，低峰值应力下，泡沫铝孔壁以周期性弹性变形为主，同时，随着累积应变的增加，局部出现塑性变形及坍塌；高峰值应力下泡沫铝孔壁变形以塑性变形为主，且局部出现坍塌；随着峰值应力的增加，疲劳寿命降低。
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  火焰调修工艺对A588耐候钢力学性能和疲劳性能的影响

  马彪, 何嘉, 张勇

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 170-176. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.023

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  通过热处理试验研究了火焰加热温度、冷却方式和火焰调修次数对A588耐候钢板材力学性能和疲劳性能的影响，通过非线性回归得到了疲劳寿命曲线。结果表明，在加热温度为600~800℃、水冷条件下以及加热温度600~700℃、空冷条件下，力学性能随加热温度的升高无明显改变。在加热温度为800℃，空冷条件下，珠光体大量溶解导致A588钢材强度显著下降。因此，在实际生产过程中火焰加热温度不宜超过700℃，此温度下冷却方式可以选择水冷或空冷。当加热温度为600℃时，增加调修次数不会显著影响A588耐候钢的疲劳性能，在此温度下可以进行3次调修。
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  锥螺栓干涉连接对2024铝合金接头疲劳性能的影响

  赵庆云, 黄宏, 王允良, 赵子华

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 177-186. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.024

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  通过模拟2024-T351铝合金螺接接头锥形螺栓安装和预紧力施加过程，施加远端交变载荷，预测疲劳寿命，开展疲劳试验对模拟结果进行验证并对疲劳断口进行分析。结果表明中板2号孔为接头疲劳破坏薄弱部位，随着干涉量等级的增加，中板2号孔的应力集中程度有所缓解。试验结果验证了疲劳破坏部位为中板2号孔。模拟和试验得到的疲劳寿命趋势基本相同，随干涉量的增加呈先增大后减小的趋势，干涉量等级为4时疲劳寿命达到最大，为间隙连接的2倍，建议实际工程应用中选用干涉量等级3和4。宏观断口为多源断口，干涉连接对孔壁有强化作用，抑制了裂纹萌生。微观断口为准解理断裂，存在少量等轴韧窝和河流花样。
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  轮毂轴承摆辗铆接预紧力的测量及其对游隙的影响

  熊伟, 杨建交, 王友, 李江全, 张文

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 187-193. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.025

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  通过对铆接全过程进行模拟，分析了轮毂轴承摆辗铆接预紧力的机理和特性，提出了基于应变测量、标定、车削解铆的预紧力测量方法，并从静摩擦力和应变值两方面对测量结果进行修正，指出应变片的粘贴高度对测量值影响较大，给出了不同应变片粘贴高度下的修正系数。结果表明：预紧力的测量值与仿真值的相对误差为14.9%，满足工程使用要求，与铆接法相比，解铆法的测量结果更稳定，并确定了铆接-贴片-解铆-标定-修正的预紧力测量流程。最后通过静力学仿真分析了预紧力对轮毂轴承负游隙的影响，发现预紧力大部分由内法兰轴肩承受，钢球所受轴向力占预紧力的3%左右，预紧力对游隙的影响为0.012~0.015 mm，且影响较为稳定。
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  采空塌陷后含表面裂纹悬空管道的可靠性分析

  刘胜利, 马廷霞

  塑性工程学报. 2021, 28(2): 194-201. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.02.026

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  为研究表面裂纹对采空塌陷后悬空管道力学性能的影响，对采空塌陷后含表面裂纹的悬空管道进行数值模拟，分析了不同简单边界条件下管道裂纹应力强度因子与悬空长度、形状比及深度比的关系，研究了管土耦合边界下内压、土体弹性模量、土体泊松比和界面摩擦因子对管道裂纹应力强度因子的影响，对比了管土耦合边界与特定简单边界对分析结果的影响。结果表明：边界条件对悬空管道裂纹应力强度因子影响很大；悬空长度对不同边界条件下悬空管道裂纹应力强度因子的影响显著，而形状比、深度比对其几乎无影响；管土耦合边界下，内压、土体弹性模量对悬空管道裂纹应力强度因子影响较为显著，土体泊松比以及界面摩擦因子对悬空管道裂纹应力强度因子的影响可忽略不计；两端固支边界与管土耦合边界结果的相对误差在10%以内，而其他简单边界与管土耦合边界结果的相对误差较大。