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期刊信息/Journal information
塑性工程学报
塑性工程学报

陆辛

双月刊

1007-2012

sxgcxb@263.net

010-62912592/82415079

100083

北京学清路18号北京机电研究所708室

塑性工程学报/Journal Journal of Plasticity EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是由机械工程学会、机械工程学会锻压分会、北京机电研究所联合主办的学术刊物，其宗旨是活跃本专业学术思想，提高本专业学术理论，强化本专业学术交流，为不断提高我国塑性工程基础水平，确立我国塑性工程界在世界科技阵容中的地位服务
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    挤压态Mg-Al-Mn-(0.2Sr)镁合金的准静态压缩变形行为

    肖罡郭鹏程王文韫项忠珂...
    160-168页
    查看更多>>摘要：采用准静态压缩实验研究了挤压态Mg-Al-Mn-(0.2Sr)镁合金在0.0001～0.33 s-1应变速率范围内的变形行为.结果表明:挤压态Mg-Al-Mn-(0.2Sr)镁合金的流变应力响应行为具有一定的应变速率相关性,具体表现为流变应力随加载应变速率的增加呈现先降低,后增加,再降低的演变趋势.在压缩变形过程中,两种镁合金试样均产生了较为明显的动态应变时效(DSA).产生DSA所需的临界应变随加载应变速率的增加而增加,且应力-应变曲线的锯齿类型具有强的应变速率相关性.添加Sr元素降低了镁合金沿径向压缩的流变应力,但对DSA行为具有一定的促进作用.相同应变速率下,挤压态Mg-Al-Mn-0.2Sr镁合金产生DSA的临界应变明显较小,且锯齿幅值略大.此外,Sr元素对孪生也具有一定的抑制作用,导致挤压态Mg-Al-Mn-0.2Sr镁合金的孪晶界出现不同程度的扭曲.

    镁合金应变速率准静态压缩变形行为动态应变时效

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    热变形对2A97铝锂合金板材组织均匀性和力学性能的影响

    邵斌高晨曦王琪伟杨钰蝶...
    169-177页
    查看更多>>摘要：针对2A97铝锂合金组织不均匀导致的性能差异,通过热塑性变形来改善2A97铝锂合金的组织均匀性,并进一步提升其力学性能.采用单向压缩的方法,变形量选择30％和60％,变形温度为400℃,固溶参数为520℃、1 h,时效参数为165℃、50 h.结果显示,热变形能够显著改善2A97铝锂合金晶粒尺寸的均匀性,抑制固溶时织构的产生.60％变形量能够打碎原始组织中的大块共晶相和针状析出相,提高固溶程度,促进再结晶过程,产生大量平均晶粒尺寸为2 μm的再结晶晶粒,时效后析出的T1相与θ'相尺寸较小且密集,2A97铝锂合金的极限抗拉应力达到510 MPa,相比单纯固溶时效提高了11.8％.

    2A97铝锂合金热变形微观组织织构力学性能

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    考虑材料塑性流动的粗糙表面弹塑性接触建模

    周炜蔡一丁肖罡杨钦文...
    178-183页
    查看更多>>摘要：针对粗糙表面弹塑性接触问题,考虑微凸体顶端因接触变形产生的材料塑性流动,从塑性变形体积守恒准则出发,将相邻接触单元划分为不同类型接触片段,对不同类型接触片段分别提出了材料塑性流动模式与算法,建立了表面微观形貌循环更新的弹塑性接触模型.通过与Hertz解和有限元解进行对比,检验了所提模型的有效性.应用所提模型开展粗糙表面弹塑性接触分析,获得了表面微观形貌和接触压力演化过程.结果表明:所提模型与Hertz解和有限元解基本相符,最大误差在10％以内;材料塑性流动使得材料由峰顶逐渐向峰谷转移,导致接触范围随之变大,平均接触压力随之减小,但转变速度逐渐趋缓.

    粗糙表面弹塑性接触微观形貌

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    CNTs/Al复合材料应力松弛时效特性及建模研究

    亢少明黄遐陈浩晟周文彬...
    184-192页
    查看更多>>摘要：针对新一代航空航天用轻量化壁板结构用高比模量、比强度碳纳米管增强铝基复合材料(CNTs/Al)成形需求,研究了 CNTs/Al应力松弛时效变形强化行为及其形性协同预测建模.在130℃条件下,对CNTs/AA2024开展了涵盖弹塑性初始加载条件(215 MPa、390 MPa和4％、6％)的应力松弛时效强化系列实验.结果表明,CNTs/AA2024的应力松弛曲线呈现较短的初始变速率松弛阶段(2.5 h)和稳定速率松弛阶段;进入塑性阶段后,应力松弛量未明显提高,可能来源于CNTs对位错移动的阻碍作用.在390 MPa初始应力下,材料的屈服强度随时间延长而提高,在5 h左右达到峰值时效,屈服强度为485 MPa,至16 h未出现明显过时效.在相同时效时间下,CNTs/AA2024屈服强度随着初始应力的提高而增加;塑性加载阶段,屈服强度提升效果更为明显(576 MPa),主要是由于加工硬化和位错诱导析出强化的协同作用.进一步的,建立了针对CNTs/AA2024应力松弛时效的统一本构模型,实现了其应力松弛变形、时效强化以及关键微观变量的协同预测.

    应力松弛本构建模碳纳米管铝基复材人工时效

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    难变形金属小模数齿形件电流辅助分形旋压成形方法研究

    夏琴香范旭东周昊阳肖刚锋...
    193-199页
    查看更多>>摘要：针对难变形金属小模数齿形件采用传统滚齿及插齿方法制备时,存在材料利用率低、强韧性不足等问题,提出采用分形旋压方法实现此类小模数齿形件的完整近净成形.以模数为0.3的30CrMnSiA合金结构钢小模数齿形件为研究对象,设计制作了难变形金属小模数齿形件分形旋压成形工艺装备,并基于旋压成形试验进给研究了渐进式进给、主轴正反转进给和间歇式进给3种不同成形方式及有/无电流辅助条件对难变形金属小模数齿形件分形旋压的影响规律.结果表明:采用渐进式进给成形方式时,旋压成形缺陷最少,但所获得的轮齿饱和度仅为70.2％;采用正反转式成形方式时,成齿区易出现预成形齿顶与旋轮轮齿啮合错位而导致被两次分形的缺陷;采用间歇式进给式成形方式时,成齿区齿顶部分出现大量毛刺;采用渐进式成形方式,相同试验条件下,通入脉冲电流后,材料塑性变形能力显著提升,轮齿饱和度提高到95.7％.采用电流辅助分形旋压成形获得的小模数齿形件齿廓偏差为0.029 mm、齿距偏差为0.015 mm.

    难变形金属小模数齿形件电流辅助分形旋压成形方法

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    基于数值模拟的钛合金锥形件激光辅助铲旋成形研究

    肖刚锋杨博文常世荣夏琴香...
    200-207页
    查看更多>>摘要：针对中部带法兰锥形件采用传统"锻造+机加工"制备时材料利用率低、强度及韧性不足的问题,提出采用激光辅助铲旋成形工艺来实现钛合金中部带法兰锥形件的完整近净成形.根据铲旋成形原理,选取合适的激光热源模型,并基于Si-mufact Forming软件平台建立激光辅助铲旋有限元模型,研究了铲旋成形过程中的中部法兰变形区温度、变形行为及等效塑性应力和等效塑性应变分布规律.结果表明,采用坯料整体预热+激光辅助补热的方式,可实现坯料基体表层温度高、内层温度低,既有利于表面金属材料铲旋成形出法兰,又可避免锥壁翘起;铲旋成形时变形区材料轴向流动较多,径向流动较少,法兰形状呈"倒水滴"状;旋轮接触区等效塑性应力值较大,但法兰主体部分等效塑性应力值较小且分布均匀;基体主要变形区等效塑性应变值最大,达9～11,沿厚度方向逐渐减小,具有局部大塑性变形且变形不均匀的特点.

    钛合金锥形件激光辅助铲旋成形塑性变形应力应变分布

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    考虑各向异性的回转曲面件蠕变时效成形数值模拟与实验

    湛利华谢豪杨有良李国鹏...
    208-218页
    查看更多>>摘要：针对铝锂合金回转曲面件蠕变时效成形各向异性问题,开展了基于Barlat91屈服各向异性准则和蠕变各向异性本构模型的回转曲面件蠕变时效成形数值模拟与实验研究.仿真结果表明,构件加载阶段发生塑性变形,呈现出-εp45＞-εp90＞-εp0的塑变各向异性现象;考虑蠕变各向异性行为的构件的蠕变应变分布发生明显改变.进一步通过开展回转曲面件蠕变时效成形实验发现,所建立的蠕变各向异性模型对厚度变化、残余应力分布预测准确;相对于各向同性模型,型面精度的整体预测偏差减小9.3％,焊接边预测偏差减小91.5％,证明了所建铝锂合金蠕变时效各向异性本构模型的准确性和实际应用价值.

    铝锂合金各向异性回转曲面件蠕变时效数值模拟

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    钛合金温度/超声复合能场辅助成形及应用

    高铁军闻祥捷冯卓乔勇...
    219-226页
    查看更多>>摘要：基于材料在温度场下高温软化效应和超声能场下体积效应与表面效应,提出了钛合金温度/超声复合能场辅助成形方法,期望利用超声振动能场进一步提高钛合金钣金件热成形变形能力和成形质量,或者在相同成形质量下降低钛合金热成形温度.介绍了温度/超声复合能场辅助成形原理与装置,分析了复合能场对钛合金板材力学性能、微观组织以及钛合金板与模具间摩擦的影响.在此基础上,将该方法应用到钛合金弯曲及复杂弯边件的成形中,并对成形质量及成形性能进行了分析.最后对复合能场辅助成形过程存在的问题及发展趋势进行了总结与展望.

    钛合金温度/超声复合能场成形质量

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    大截面变化率对称结构管整体液力成形工艺研究

    解文龙刘鑫徐勇黄新越...
    227-233页
    查看更多>>摘要：为解决某汽车排气尾管一体化成形中成形道次多的制造问题,提出了与传统压扁特征处对称结构(A型)设计思路不同的圆截面处对称结构(B型),并采用液力成形工艺对其进行成形,通过对比成形道次和零件质量,分析了两种对称结构工件成形的优缺点.研究发现,由于A型结构工件一道次成形时圆角处会出现裂纹,需采用多工步成形才能实现;而B型结构工件一道次成形效果良好;经多工步成形的A型结构工件和一道次成形的B型结构工件最大壁厚减薄率均小于25％.但是,与A型对称结构工件相比,B型对称结构工件圆角处壁厚减薄率更低,成形效果更好,并且模具数量由3套减少为1套.通过合理的零件结构设计,该结构打破了传统圆形截面端部密封的设计束缚,不仅有效降低了模具成本,还提高了生产效率,大幅提高了零件成形效果.

    液压成形液力成形大截面变化率结构设计

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    小弯曲半径厚壁热揻弯管成形工艺数值模拟

    于高潮牛森齐聪勃宋东涛...
    234-242页
    查看更多>>摘要：针对小弯曲半径的大口径厚壁弯管成形问题,基于ABAQUS有限元模拟软件,利用Dflux子程序模拟温度场进行顺序热力耦合,对外径Φ426 mm、壁厚50 mm的钢管进行弯曲半径为2.5D的热揻弯管成形工艺过程模拟,对比了不同加热位置对弯管成形质量的影响,发现加热位置与转轴在同一平面时成形质量更高.同时,在一定参数范围内,以减薄率、增厚率、椭圆度和弯曲半径为指标,通过正交试验,结合综合评分法研究了线圈宽度、加热温度和推进速度对热揻弯管成形质量的影响.结果表明,综合得分指标随温度的升高而降低,随线圈宽度增加和推进速度加快而升高,并获取了最佳工艺参数为:线圈宽度40 mm、加热温度900 ℃、推进速度25 mm·min-1.

    热揻弯管正交试验成形工艺数值模拟

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