2021年, 第28卷, 第8期　
刊出日期：2021-08-28

  

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综合评述
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  带筋薄壁筒体类构件流动旋压技术研究进展

  于忠奇, 王凤琪, 戴冬华, 顾冬冬, 李淑慧, 林忠钦

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 1-10. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.001

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  带筋薄壁筒体是航天器主体结构件，其整体化制造结构是提升大型航天装备轻量化水平的有效途径。金属旋压技术作为一种近净局部成形方法，是制造高精度带筋薄壁筒体类构(零)件的一种先进技术。重点介绍了旋压成形技术应用于内齿轮零件、带纵向筋薄壁筒体和带交叉筋薄壁筒体的加工理论、技术和工装方面的研究成果，同时，为实现高筋薄壁筒体类构件整体化制造，也介绍了塑性成形-增材制造相结合的复合制造技术的研究现状，并对带筋薄壁筒体类构件整体化制造技术的未来发展方向进行了展望，旨在为我国大型航天复杂薄壁铝合金筒体类构件制造技术发展提供借鉴。
塑性成形技术与工艺
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  挤压工艺参数对Al-W合金致密化和硬度的影响

  郭拉凤, 郭熠, 李彩霞, 王登魁, 田学栋

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 11-17. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.002

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  通过Al-W粉末合金压制坯挤压变形，试验研究了挤压温度和挤压比对Al-W合金致密化和硬度的影响。结果表明:挤压温度升高和挤压比增大均对Al-W合金的致密化有积极作用，相对密度从热挤压前的0.943提升到0.9975，达到近致密状态。挤压温度和挤压比对Al-W合金硬度的影响较为复杂，挤压温度一定时，硬度随着挤压比的增大而增大；挤压比一定时，在较低的挤压比下，硬度随着挤压温度的升高先增大后减小，在较高的挤压比下，硬度随着挤压温度的升高先减小后增大。显微组织分析进一步表明，热挤压塑性变形显著提高了Al-W合金的致密度，在挤压温度为540 ℃，挤压比为35时得到平均晶粒细小的挤压态Al-W合金，其平均晶粒尺寸约为5 μm。
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  基于正交试验齿圈座热锻成形工艺优化

  董奇, 金飞翔, 秦强, 郭平安, 钟华

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 18-22. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.003

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  基于齿圈座材料性能和结构特征，为提高产品质量和模具使用寿命，设计了两种齿圈座的热锻成形工艺方案。采用DEFORM软件进行有限元分析，对比两种方案下所产生的易破损率和成形载荷。试验结果表明:方案1的易破损率为0.881，最大成形载荷为9.33×10⁶ N；方案2的易破损率为0.608，最大成形载荷为9.06×10⁶ N，方案2优于方案1。基于正交试验对方案2进行工艺优化，以成形温度、模具圆角半径、速度和摩擦系数为优化参数，锻造过程中模具所受成形载荷为优化结果。最终得到最佳工艺参数为成形温度1150 ℃、模具圆角半径4 mm、速度20 mm·s^-1和摩擦系数0.1，获得成形载荷为4.72×10⁶ N。
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  窄波距薄壁波纹管液力成形工艺研究

  徐勇, 尹阔, 靳鹏飞, 田亚强, 夏亮亮, 张士宏, 李博

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 23-29. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.004

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  为满足小直径窄波距薄壁金属波纹管产品的实际需求，开发出耦合模具运动的液力成形技术，从而提高波纹管的成形质量和生产效率。应用UG软件建立有限元模型，采用Dynaform有限元模拟软件对成形过程进行模拟，研究了管坯壁厚、模瓣间距、初波胀形压力和整形压力等关键工艺参数对波纹管成形质量的影响。结果表明:减薄率和波纹段直径随着管坯壁厚的增加而下降，随着膜瓣间距、初波胀形压力和整形压力的增加而升高。当管坯壁厚为0.5 mm、模瓣间距为6 mm、初波胀形压力为25 MPa、整形压力为100 MPa时成形效果最佳。开展了相关实验验证，验证结果表明模拟结果与实验结果相符，最大相对误差在5%以内，获得的波纹管成形质量优良，满足尺寸要求。
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  基于响应面法与NSGA-II的汽车C柱零件成形质量多目标优化

  施为钟, 龚红英, 王斌, 孙后青, 赵小云, 周志伟, 申晨彤, 贾星鹏

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 30-37. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.005

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  为解决板料弯曲成形多目标优化问题，提出一种基于响应面法和数学算法结合的多目标优化方法。以汽车C柱零件弯曲成形为例，以冲压速度、压料力和摩擦系数作为影响零件成形质量的因素，以最大减薄率和最大回弹位移量作为优化目标，应用Box-Benhnken设计响应面试验，通过Dynaform模拟获得样本数据，得到关于最大减薄率和最大回弹位移的多项式回归响应模型。然后，结合遗传算法对多目标优化函数进行优化求解。根据带精英策略的改进型非支配排序遗传算法(NSGA-II)得到Pareto最优解集。回弹位移量随减薄率的增大而减小，选取最优工艺参数组合，取整得到多目标优化结果，即虚拟冲压速度为546 mm·s^-1，压料力为41.67 kN，摩擦系数为0.15。对所取最优工艺参数进行仿真验证和实际试模生产，试模后的零件成形质量良好，为回弹补偿提供了有效的优化方案。
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  汽车轮罩内板材料性能参数优化分析

  李倩倩, 武欣

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 38-48. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.006

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  针对深拉延零件轮罩内板成形破裂风险区域，利用ARGUS网格应变测量系统，分析了零件成形危险点的应变特征；轮罩内板分析模型，结合MATLAB最小二乘法，建立了不同屈服强度下硬化指数n、厚向异性系数r的双响应面选材模型，获得不同类型极限应变下主要性能参数与零件成形安全裕度的关系；根据分析结果，利用简单形状的胀形试验和数值仿真的方法建立基于零件成形安全裕度的等效选材模型，对轮罩内板材料性能进行优化；采用实测和仿真分析的方法，对材料优化后原开裂部位的应变进行对比测试。结果表明:轮罩内板成形破裂风险区域的应变属于单向拉伸；n、r值对单拉类零件成形安全裕度的影响大小相近，但r值的影响更趋近于二阶响应，n值的影响趋近于一阶响应；优化后的材料在同样的工艺下成形良好，减薄率基本控制在20%以下，仿真分析和实际生产应变测试结果一致，解决了原有轮罩内板的开裂问题。
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  铝制易拉罐罐身成形有限元模拟

  胡晓, 杨兵, 何海铜

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 49-54. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.007

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  以铝制易拉罐罐身成形过程为研究对象，在考虑材料三向应力的基础上，采用各向同性体单元进行变形体的离散处理，利用Ls-dyna模拟计算平台建立了相应的全工序有限元模型，对成形过程中铝制易拉罐罐身的壁厚变化进行了模拟分析，并基于罐身成形试验壁厚分布结果进行了模型模拟精度的验证。同时，基于此三向应力模型研究了模具表面摩擦系数对铝制易拉罐罐身成形的影响规律。结果表明:基于该模型模拟得到的罐身壁厚分布规律与实际测量结果相符；较高的冲头摩擦系数以及较低的减薄拉深模具摩擦系数有利于减少罐身成形开裂的发生，从而提高易拉罐罐身的生产效率。
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  基于Autoform的车门内板拼焊板成形仿真分析

  李亚东, 鄂宏伟, 刘斌, 郑学斌, 李少博, 韩龙帅

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 55-63. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.008

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  分别对开裂的1#板材和不开裂的2#板材的焊缝质量和力学性能进行对比分析，2#试样塑性应变比r值高于1#试样。杯突和金相实验结果表明，两种板材焊缝质量良好，冲压开裂并非由焊缝质量原因造成。通过Autoform软件对1#和2#试样进行仿真分析发现，1#试样在棱角和焊缝薄板侧区域的应变和减薄率均大于2#试样，且最大减薄率达到26.6%，为开裂风险区。同时，利用Autoform-Sigma模块对噪音变量下数模的稳定性进行分析，结果表明其过程能力指数Cpk值低，生产稳定性差。通过仿真优化调整，将焊缝厚板区域的局部拉延筋阻力系数由0.45调整为0.35后，零件开裂风险区域消失，生产稳定性提高。
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  典型单筋结构激光喷丸成形模拟

  惠丁丁, 闾家阳, 王永军, 高国强, 王强, 王俊彪

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 64-74. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.009

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  针对激光喷丸成形模拟中涉及的诱导应力的确定问题及整体壁板的成形模拟，建立了用于分析激光喷丸成形过程中局部区域受力情况的激光冲击有限元模型，并通过试验验证了其有效性。分析了激光冲击中心处的诱导应力随模型深度及激光冲击时间的变化规律，提出了激光冲击过程中以合力最大为依据的动态诱导应力的提取方法，得到了激光喷丸参数对稳态及动态时沿深度方向的平均诱导应力的影响规律。基于直接应力法建立了典型单筋结构的激光喷丸成形有限元模型，并赋予以合力最大为依据的动态诱导应力进行成形模拟，将模拟结果与已有的试验结果进行对比，结果表明以合力最大为依据的动态诱导应力可用于进行激光喷丸成形的有效模拟。
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  冷轧参数对铜/钢复合板结合情况的影响

  吴昊, 熊桑, 张渤, 刘致远, 周玖, 王楚, 徐宁

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 75-82. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.010

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  使用材料分析软件JMatPro预测钢材料性能，建立材料本构模型，通过有限元软件ABAQUS对层状金属铜/钢复合板冷轧过程进行数值模拟分析，并通过理论公式计算轧制应力。计算结果与数值模拟结果误差较小。对铜/钢复合界面垂直应力分量以及最大塑性变形量进行分析，以判断是否完成复合。采取正交试验法，以轧制应力作为考量指标，以冷轧加工率、轧制速度、摩擦因子(上辊)和摩擦因子(下辊)为试验因素，获得层状金属铜/钢冷轧复合最佳工艺参数，结果表明，最佳工艺参数为冷轧加工率50%、轧制速度70 m·min^-1、上轧辊摩擦因子0.2、下轧辊摩擦因子0.15，此时轧制应力最小，约为715.2 MPa。
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  基于5M1E分析法的轧制产品质量控制研究

  昝现亮

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 83-91. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.011

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  从人机料法环测(Man、Machine、Material、Method、Measurement、Environment，5M1E)6个维度分析了轧制产品质量缺陷产生的原因。人为原因造成冷轧模拟器液压系统滤芯堵塞，引起液压缸抖动，产生振纹缺陷，通过更换滤芯，抖动现象大幅降低，振纹缺陷消除；优化平整机辊形配置，统一平整机来料板形，带钢板形缺陷明显降低；开发"小凸度+空过平整"工艺措施，热轧高强钢侧弯缺陷明显改善；控制重卷机带钢上卷温度在45 ℃以内，带头印缺陷长度大幅降低；通过标准化翘曲缺陷测量方式和工具，采用测量系统分析评价测量系统的准确性和精准性。带钢的振纹、板形、侧弯、带头印和翘曲等缺陷是带钢常见缺陷，将5M1E分析法应用于轧制产品质量缺陷分析有助于开拓分析逻辑，排除干扰因素，定位关键影响因子，解决产品质量缺陷，提高产品质量，提升企业竞争力，推动企业高质量发展。
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  基于蝙蝠算法优化BP-GA模型的汽车前保险杠注塑成型优化

  刘钦龙, 陈泽中

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 92-97. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.012

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  为降低某车型前保险杠注塑成型中产生的翘曲变形，基于数值模拟结果，将神经网络-遗传算法寻优模型与蝙蝠算法结合，确定了BP神经网络的初始权值和阈值。将BA-BP模型代入遗传算法中求解最佳工艺参数。由极差分析可知，影响翘曲变形最显著的因素为保压时间和模具温度。基于极差分析设计补充实验，训练BA-BP神经网络并作为遗传算法的适应度值进行迭代寻优。结果表明:BA-BP模型的相关系数R²可达0.99以上，平均绝对误差为1.05%，能较精准地预测翘曲量，为遗传算法提供可靠的适应度值。优化后的工艺参数为:模具温度50 ℃，熔体温度280 ℃，注射时间5 s，保压压力60 MPa，保压时间60 s，冷却时间30 s，翘曲量降低至6.8 mm，与原工艺相比降低了60.92%，满足生产要求。
材料性能与变形理论
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  反挤压6063铝合金U形筋板面内应力分布及改善策略

  胡福泰, 汪飞雪, 张逸飞

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 98-102. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.013

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  采用DEFORM软件对6063铝合金复杂腔体零件中U形筋板冷挤压成形面内应力进行了分析计算。结果表明，薄壁U形筋板反挤压成形过程中在筋板有面内拉应力产生，此拉应力在筋板两端圆角过渡位置呈现波峰状，与物理实验中开裂缺陷发生位置相对应。随凸模压下量增加，拉应力分布形态不变，由于硬化和流动阻力增加，仅应力值略有增加。增大凸模圆角半径，拉应力峰值明显下降，峰值应力出现部位向筋板中心移动，筋板中部拉应力明显增加，证明通过调整凸模圆角半径可以使筋板面内拉应力分布趋于均衡，有利于U形筋板的挤压成形。
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  双辊薄带振动铸轧塑性变形区力学行为

  郑立康, 孙明翰, 郑传幸, 杜凤山

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 103-111. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.014

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  针对双辊薄带铸轧中存在的板坯质量问题，提出了振动铸轧新技术，以提高板坯的力学性能。基于Φ500 mm×350 mm 双辊薄带微幅振动铸轧机进行了20CrMn钢振动铸轧试验，结果表明，振动铸轧轧制力呈现周期性变化趋势，且低于传统铸轧，由此可知单侧辊的振动会对板坯塑性变形区的受力状态产生显著的影响。为了得到其变化原因，基于弹粘塑性理论与生死单元法，建立了振动铸轧塑性变形区的数值仿真模型，分析了不同振动参数对摩擦力及轧制力的影响。与传统铸轧相比，振动铸轧通过单侧辊振动对塑性变形区施加双向剪切力从而改变了摩擦力的分布形式，使塑性变形区内形成周期性变化的搓轧区，进而降低了轧制力。
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  弯曲角度与半径对Q345钢矩形管绕弯截面畸变的影响

  王翠竹, 牛卫中

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 112-118. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.015

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  为了研究弯曲角α、弯曲半径和壁厚对Q345钢薄壁矩形管绕弯截面畸变的影响，利用Dynaform软件分别对两种壁厚的管坯在6种弯曲角度与5种弯曲半径下的绕弯成形进行仿真，得出每种情况下反映弯管截面畸变程度的3个畸变参数值。结果表明，Q345钢薄壁矩形管的绕弯成形存在由管坯尺寸和弯曲半径决定的临界弯曲角α_c，弯管上的3个畸变参数值在α>α_c时均保持稳定，不随α变化而变化，但当α<α_c时其中至少1个畸变参数值随α增大而增大，而当α一定时则均随相对弯曲半径的减小而急剧增大；在管坯横截面宽度、高度、外圆角半径与壁厚之比不变的情况下，选用较大壁厚的管坯可以大幅降低相对弯曲半径较小弯管的最大宽度扩展率与最大中面高度缩减率。
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  基于塑性理论的内螺纹冷挤压底孔直径公式研究

  陈鑫, 侯红玲, 常向龙, 王艳茹, 赵永强, 吴浪

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 119-126. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.016

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  根据等体积变形法结合金属塑性变形理论推导了内螺纹冷挤压工艺中工件底孔直径的计算公式，并结合内螺纹尺寸参数、挤压丝锥结构参数以及金属本身的塑性性能参数对公式进行了修正。基于DEFORM-3D建立了内螺纹冷挤压的数值模拟模型，选择3种不同塑性的材料，以60%和100%的牙高率为参照标准进行数值模拟加工和试验，对所推导的底孔直径计算公式进行了验证，结果表明，3种材料的内螺纹牙高率的数值模拟结果和试验结果与理论计算结果一致，牙高率误差小于5%。说明基于塑性变形理论推导的内螺纹冷挤压工件预制底孔直径计算公式准确有效，可为内螺纹冷挤压工艺中底孔直径的确定提供理论参考。
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  大规格高速线材双机架减定径轧制变形分析及张力对尺寸精度的影响

  张春光, 杨霄, 陈林, 梁作为, 曹杰

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 127-132. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.017

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  为分析大规格高速线材双机架减定径轧制的变形特点以及张力对尺寸精度的影响，采用有限元模拟方法研究了Φ24 mm 产品双机架减定径轧制过程。研究结果表明，减定径两机架轧制轧件各道次均有较大的变形，轧后断面等效塑性应变范围为0.47~0.74，变形渗透性较好，轧件中部变形量较大，变形较均匀。原规程轧制过程中存在较大的张力，成品道次孔型欠充满，导致轧件尺寸精度不高。改变成品道次轧辊的转速，得到不同的张力轧制条件，发现轧制过程中的张力对轧件尺寸精度的影响十分明显，轧件宽度和堆拉率呈线性关系。堆拉率每变化1%，轧件宽度变化约0.26 mm。
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  纯铝圆形挤压件等通道弯角挤压微观组织与力学性能

  徐淑波, 张森, 景财年, 林晓娟, 刘鹏

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 133-139. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.018

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  通过对纯铝圆形挤压件进行等通道弯角挤压实验，对挤压件进行微观组织观测与分析。在实验中对试样进行阳极覆膜处理，系统分析了纯铝挤压件挤压前后的微观组织演变规律和力学性能变化特点。发现挤压件经单道次挤压后，晶粒尺寸由200~500 μm细化至1 μm，经多道次挤压后细化至400~700 nm，对各道次挤压件的截面进行硬度测试，发现挤压件横截面上的硬度在第1和第2道次上升较快，随后缓慢上升，但不明显，且硬度在横截面上的分布不均匀。在3种挤压路线中，路线A虽能够获得较高的硬度，但其显微硬度分布最不均匀，经路线B和路线C挤压后，挤压件横截面上的硬度分布较均匀，晶粒均匀细化效果更显著。
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  Mg-10Gd-3Sm-1Zn-0.5Zr合金热压缩变形行为及加工图

  史浩鹏, 李全安, 陈晓亚, 戚尧

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 140-147. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.019

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  采用熔炼铸造法制备了Mg-10Gd-3Sm-1Zn-0.5Zr合金，对合金均匀化处理后进行热压缩实验，研究了合金在温度623~773 K、应变速率0.002~1 s^-1、最大变形量70%条件下的热变形行为，计算了合金的热变形激活能，建立了合金的热压缩变形本构方程和热加工图并进行了分析。结果表明:当温度从623 K提高到723 K，应变速率为0.01 s^-1时，峰值应力从194.89 MPa降为71.59 MPa。当温度为723 K，应变速率从1 s^-1降低到0.01 s^-1时，峰值应力从127.49 MPa下降到71.56 MPa；经计算，合金的热变形激活能为290.45 kJ·mol^-1；合金最优加工工艺为:温度623~773 K，应变速率0.002~0.007 s^-1，合金存在一个热加工失稳区:温度658~758 K，应变速率0.08~1 s^-1，热加工时应避开此区域。
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  谐波减速器柔轮热模锻中奥氏体晶粒演变

  胡佳丽, 张朝磊, 穆晓彪, 杨勇, 宋志鸿, 杨国强

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 148-153. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.020

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  为解决国产柔轮晶粒粗大、组织不均匀的问题，对柔轮锻造过程中奥氏体晶粒尺寸和均匀性进行分析。结果表明:柔轮的原始轧材从右边缘到心部奥氏体晶粒细小且均匀分布，尺寸为14.0 μm；感应加热后，晶粒粗化为0级，但随着锻造过程中变形的进行，奥氏体晶粒逐渐细化，晶粒度达到7~8级；在各阶段中，不同位置奥氏体晶粒尺寸的平均标准偏差均呈增大趋势，由0.49~0.51 μm增加到0.58~0.70 μm，晶粒均匀性变差，各位置的晶粒尺寸和均匀性存在差异，但相差不大；柔轮毛坯筒部中心在热锻过程中出现混晶，但在机加工后混晶被车削除去，对成品性能没有影响。
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  加热温度对308L奥氏体不锈钢铸坯组织及高温热塑性的影响

  陈兴润, 王珂, 赵得江, 喻大刚, 潘吉祥

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 154-160. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.021

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  采用EBSD、金相拼图、高温拉伸试验和扫描电镜断口形貌观察等方法，研究了不同加热温度对308L奥氏体不锈钢铸坯组织及高温热塑性的影响。结果表明:铸坯中树枝状的高温铁素体分布在基体奥氏体上，铁素体面积百分比为10.07%。试样在1100~1250 ℃的温度范围加热，随着加热温度升高，树枝状铁素体出现溶解现象，组织中高温铁素体面积百分比逐渐减小，同时高温拉伸断面收缩率不断增加，断口中韧窝数量逐渐增多，尺寸和深度逐渐均匀。温度继续升高到1300 ℃时，出现相反的规律。为保证308L奥氏体不锈钢好的热塑性，铸坯加热温度应该设定在1200~1250 ℃。
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  待温厚度对一种Mn系HSLA钢组织及强韧性的影响

  孙震, 高朋, 刘振宇

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 161-168. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.022

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  对Mn系微合金高强钢进行了不同中间坯待温厚度的轧制实验，并通过室温拉伸实验、摆锤冲击实验、透射电镜和扫描电镜研究了不同的中间坯待温厚度对实验钢的相组成、晶粒尺寸、晶界特性的演变及其对低温韧性的影响规律。结果表明，随着中间坯待温厚度的增加，实验钢的屈服强度、抗拉强度、伸长率和低温冲击韧性均得到了有效改善，韧脆转变温度降低约20%。待温厚度的增加促进了精轧过程中实验钢组织中变形带的产生，增加了相变过程中晶粒的形核点，有效晶粒尺寸细化约12%；同时，变形带也阻碍了贝氏体板条的生长，促进了多边形铁素体、针状铁素体等相变产物的形成，使大角度晶界的比例显著提高35%，有效地抑制了微裂纹的传播，最终使实验钢低温韧性明显改善。
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  脉冲电流作用下GH4169合金拉伸塑性及再结晶行为

  刘超, 孙祥云, 周金盛, 张诗佳, 高军芳

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 169-174. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.023

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  以典型高温合金材料GH4169为研究对象，在一定温度下对材料进行拉伸变形，并分别施加不同密度的脉冲电流，研究脉冲电流对拉伸过程中材料的塑性状态以及动态再结晶行为的影响规律及机理。利用金相显微镜观察拉伸断口侧面的显微组织形貌及再结晶状态，并利用透射电子显微镜对变形后材料内部的位错组态进行分析。结果表明，脉冲电流能够在一定范围内降低拉伸变形抗力。在温度及变形量一定的前提下，施加脉冲电流可以促进原子扩散，加速位错攀移，从而显著缩短再结晶形核时间，促进动态再结晶过程，且随电脉冲密度增大，这种促进作用更加明显。
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  铜棒材连续挤压周向扩展成形力学模型

  田甜, 运新兵, 赵颖, 李冰, 伏洪旺

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 175-181. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.024

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  将铜棒材连续挤压周向扩展成形腔体分成3个变形区:扩展区、挤压区和成形区，利用主应力法推导出各分区单位挤压力公式，建立了腔体内的力学模型，并分析了扩展模扩展角、挤压模收缩角、流动通道长度和产品直径等工艺参数对单位挤压力的影响。结果表明:单位挤压力随挤压模收缩角和挤压模长度的增加而增加；扩展模扩展角为90°时，单位挤压力最小约为164.3 MPa，扩展模扩展角小于68°时，扩展模长度对单位挤压力的影响随着扩展模扩展角的增加逐渐减小，根据挡料块极限载荷确定了挤压模长度及可挤压产品直径的极限；最后通过工程试验对理论计算结果进行了验证。
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  基于改进型GA-BP算法的X100管线钢本构模型

  苟建军, 李泽

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 182-188. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.025

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  根据材料性能试验结果构建了基于BP神经网络的X100管线钢的流变应力模型和损伤模型，并采用改进型遗传算法对其进行优化，通过设置"遗传监控"和"生死个体交替"相结合的运行机制，避免遗传算法陷入局部最优陷阱。结果表明:相比未优化的BP神经网络本构模型，基于改进型GA-BP算法的本构模型预测结果与实测结果吻合更好，最大相对误差仅为2.92%，预测精度高于改进前的BP神经网络本构模型，验证了采用改进型GA-BP算法能够更加准确的描述X100管线钢的本构关系。
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  X60海底压力管道表面裂纹韧性扩展研究

  伍秋果, 马廷霞

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 189-194. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.026

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  为了研究不同条件下管道表面裂纹的应力强度因子变化规律和扩展过程，以X60海底压力管道为研究对象，利用万能材料试验机得到X60管线钢的应力-应变曲线，采用ABAQUS有限元软件建立裂纹仿真模型，并利用管线力学公式进行验证，通过改变裂纹深径比、大小、位置以及海水流速，得到不同参数对裂纹应力强度因子的影响规律；利用扩展有限元法，对裂纹扩展过程进行动态分析，模拟裂纹扩展过程，并结合对应力强度因子的计算结果进行分析研究，总结了裂纹扩展的一般规律。结果表明:不同参数下，最大应力强度因子出现在裂纹最深处；非穿透性裂纹首先从裂纹尖端沿壁厚方向扩展，当深径比达到一定值后，再沿裂纹长度方向扩展。
成形装备与智能制造
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  连退平整机组以焊缝印防治为目标的轧辊工艺综合优化技术

  姚利辉, 张岩岩, 翟乾俊, 任明华, 刘超智, 白振华

  塑性工程学报. 2021, 28(8): 195-201. https://doi.org/10.3969/j.issn.1007-2012.2021.08.027

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  针对平整轧制过程产生的焊缝印缺陷，考虑到连退平整机组的设备及工艺特点，在对焊缝印缺陷形成机理进行简单分析的基础上，引入了正常平整轧制段焊缝印长度系数和焊缝印程度系数均值等新概念，建立了相应的焊缝印特征参数计算模型，开发了相应的以焊缝印防治为目标的轧辊工艺参数综合优化技术，并编制出相应的以焊缝印防治为目标的轧辊工艺参数综合优化设定软件，将其应用到国内某钢厂连退平整机组的生产实践，选择典型规格轧辊进行以焊缝印防治为目标的轧辊工艺参数综合优化设定效果分析，优化的焊缝印长度系数及焊缝印程度系数均值都减小，取得了良好的使用效果，给机组带来了较大的经济效益。