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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
正式出版
收录年代

    汽车车身铝合金3层板自冲铆连接性能研究

    王琳胡光山
    95-102页
    查看更多>>摘要：采用金相显微镜、电子背散射衍射、拉伸-剪切试验、剥离试验和模拟分析,对汽车车身铝合金3层板的自冲铆连接性能进行了研究.结果表明,铆接速度对3层5182铝合金板材搭接头的互锁值和残余底厚产生显著影响,当铆接速度为270 mm·s-1时,接头具有最大的互锁值0.29 mm和最小的残余底厚0.17 mm.选取互锁值最大的试样作为研究对象,在拉伸-剪切和剥离试验中,发现试样的失效方式均为上层板从下层板中拉脱,其平均剪切峰值载荷可以达到3.05 kN,而平均剥离峰值载荷仅为0.67 kN,接头的峰值剪切载荷远大于峰值剥离载荷.由于铆接接头的力学性能受接头附近材料组织特征影响较大,对接头进行显微组织和电子背散射衍射分析,可以看到上层板越靠近铆钉附近区域的材料变形量越大,中间层板变形较为剧烈,上层板和中间层板晶粒均被拉长变形,但中间层板形成了明显的纤维状组织,而底层板的塑性变形程度小于上层和中间层板,仅在靠近铆钉处晶粒呈现明显的变形组织特征,而其他区域的组织则为等轴晶粒.

    5182铝合金铆接速度塑性变形力学性能

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    基于混晶评价的大锻件热锻晶粒组织演变

    徐月刘建生
    103-112页
    查看更多>>摘要：以大型锻件超超临界转子用12％Cr耐热钢为研究对象,采用拔长实验和数值模拟相结合的方式,探究了大锻件热锻过程晶粒组织演变情况.研究表明:热锻后坯料横截面晶粒不均匀性受锻造温度、锻比以及上模压下速度综合影响,小锻比和较低锻造温度与大锻比和较高锻造温度均可改善晶粒不均匀性.基于此,通过拟合得到了12％Cr耐热钢热锻过程坯料横截面晶粒不均匀性与锻造工艺参数之间的量化关系模型;针对大锻件"因大而生"的混晶问题,在现有混晶评价方法的基础上,提出了一种普适性更好的混晶评价方法,即采用统计学方法划分各小组,以每小组晶粒弦长和占总弦长的频率为基础,分别确定大、小晶粒分界组进行评价,对比拔长实验后的混晶组织演变规律验证了该方法的优越性.

    混晶评价大锻件热锻晶粒组织演变

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    高强钢多道次热压缩晶粒尺寸模型

    陈荣创张世阳邱泽旭邓庆文...
    113-124页
    查看更多>>摘要：为准确描述300M高强钢在多道次热压缩过程中的晶粒尺寸演变行为,解决晶粒尺寸在不同再结晶过程之间不连续的问题,提出了包含15个待定参数的晶粒尺寸演化模型.在温度950～1150 ℃、应变速率0.01～10 s-1、应变0～0.9、道次间保温时间0～600 s的范围内开展了双道次热压缩实验,结果表明,随着温度的升高和应变速率的降低,平均晶粒尺寸呈增加趋势;亚动态再结晶和静态再结晶在变形后保温大约3 min就发生地比较完全,在后续的保温过程中,晶粒长大非常缓慢.随着应变的增加,再结晶体积分数增加.基于实验结果,通过参数识别获得模型参数,平均相对误差为6.90％,平均相对偏差为3.3 μm.将模型集成在DEFORM中,模拟了Φ90 mm×200 mm的圆柱形试样的平均晶粒尺寸变化,并在模锻压力机上开展了验证实验,结果表明所建立的双道次压缩晶粒尺寸演化模型能很好地预测300M高强钢平均晶粒尺寸的演化.

    晶粒尺寸再结晶高强钢热压缩成形模型

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    自然时效态2198铝锂合金板材各向异性晶体塑性有限元模拟

    上官赞鹏严天建张帅加浩...
    125-132页
    查看更多>>摘要：基于电子背散射衍射(EBSD)数据建立了自然时效态2198铝锂合金板材的晶体塑性有限元模型,并利用控制变量法研究了5个塑性基本参数(初始硬化模量、应变率敏感系数、参考应变率、初始临界分剪切应力和饱和流动应力)对塑性变形行为的影响,通过引入代价函数,并对各个塑性参数进行优化,最终得到了能够描述自然时效态2198铝锂合金板材各向异性的塑性参数,所预测的沿RD和TD方向的应力-应变曲线与试验结果符合较好.通过晶体塑性有限元法,预测了自然时效态2198铝锂合金板材单向拉伸过程中晶体取向演变与12个滑移系对塑性变形的贡献.发现(111)[10-1]滑移系对自然时效态2198铝锂合金板材单向拉伸的塑性变形贡献最大.沿RD方向拉伸时,自然时效态2198铝锂合金板材出现强烈的[011]//TD织构.

    2198铝锂合金晶体塑性有限元法材料参数各向异性晶体取向演变滑移系

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    汽车用超高强度25MnB钢的热变形行为及本构方程

    付艺枫阮昕懿兰亮云程旭...
    133-140页
    查看更多>>摘要：在MMS-200热模拟试验机上对25MnB钢进行了单轴等温热压缩实验,得到了25MnB钢在温度为850～1150 ℃,应变速率分别为0.01、1、10和30 s-1,最大真应变为0.7时的真应力-真应变曲线.结果表明:在低应变速率下,材料主要软化机制为动态再结晶,高应变速率下材料变形机制为加工硬化-动态回复.通过引入Zener-Hollomon参数,利用应力-应变数据建立了修正的Arrhenius型本构方程,峰值应力状态下25MnB钢的热变形激活能为297.376 kJ·mol-1,在峰值应力本构方程的基础上,将应变对材料常数的影响纳入本构分析中,通过对比实验数据和预测数据,使用相关系数和平均绝对相对误差评估了所建立本构方程的适用性,结果表明考虑应变补偿的本构方程对25MnB钢的流变应力有着良好的预测性.

    25MnB钢高温流动行为本构方程应变补偿

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    6082铝合金冷塑性流变行为及数值模拟研究

    张志强龚红英周志伟叶恒昌...
    141-148页
    查看更多>>摘要：进行了常温单向拉伸试验、硬度测试和金相试验,研究了6082铝合金冷塑性变形行为.通过对拉伸后试样的断后伸长率和断面收缩率进行研究发现,随着拉伸速率的增大,两者先增大后减小.通过扫描电镜(SEM)分析,发现6082铝合金的断口形貌呈现出韧窝-脆面混合断裂的模式,并且在高速拉伸时出现大量破碎的硬脆相.对6082铝合金拉伸试验得到的数据进行分析并建立了优化本构方程,结合有限元数值模拟试验分析,将所建立的优化后的材料本构模型输入有限元软件中进行模拟验证,两者相对误差为1.33％,说明建立的模型可以准确描述6082材料在冷塑性变形状态下的硬化行为.

    6082铝合金本构模型冷成形有限元单向拉伸

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    挤压AM80-(0.2Sr)镁合金准静态载荷拉-压变形力学响应行为及其不对称性研究

    肖罡郭鹏程王文韫项忠珂...
    149-157页
    查看更多>>摘要：通过室温条件下的准静态拉伸和压缩试验,研究了挤压AM80-(0.2Sr)镁合金拉伸和压缩变形的力学响应行为及不对称性,并探讨了Sr元素对力学响应行为的影响.结果表明:挤压AM80和AM80-0.2Sr镁合金均具有显著的拉-压变形不对称性.挤压AM80和AM80-0.2Sr的拉伸与压缩的屈服强度比b分别为2.06和2.28,拉伸与压缩的极限强度比c分别为0.78和0.81,且拉伸应变硬化率大幅低于压缩变形.此外,在拉伸变形过程中,两镁合金试样均出现了明显的动态应变时效,其锯齿波动由C型逐渐演变为B型.相较于压缩变形,两种镁合金试样在拉伸变形过程中的动态应变时效更明显.适量添加Sr元素有利于提升拉伸的屈服强度和极限强度,但会降低断裂应变以及压缩的屈服强度和极限强度,并抑制拉伸变形过程中的动态应变时效.两种镁合金的断裂失效机制均为微裂纹的形核和穿晶扩展,微裂纹优先在变形较为严重且出现孪晶交叉的晶界处形核,然后沿与拉伸载荷夹角约为45°的方向扩展,直至贯穿多个晶粒.

    AM80镁合金准静态拉压力学响应不对称性

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    扩散焊后TC4钛合金热变形行为及焊接界面孔洞演变

    吴腾飞范荣磊马广璐董佳鹏...
    158-163页
    查看更多>>摘要：利用UTM5504X型电子万能试验机对扩散焊后TC4钛合金进行恒应变速率拉伸实验,研究材料在变形温度680～920 ℃、应变速率0.0001～0.1 s-1条件下的热变形行为.通过光学显微镜分析了扩散焊后TC4钛合金和原始态TC4钛合金金相组织的差异,并研究了不同变形参数对焊接界面孔洞的影响.结果表明:与原始态TC4钛合金相比,扩散焊后TC4钛合金中针状α相发生了明显粗化.随着变形温度的上升和应变速率的下降,峰值应力逐渐减小.在变形温度680～800 ℃、应变速率0.0001～0.01 s-1范围内,扩散焊后TC4钛合金趋于沿焊接界面断裂;当变形温度为920 ℃、应变速率为0.0001 s-1时,扩散焊后TC4钛合金沿焊接界面断裂,伸长率为237.1％.当真应变保持恒定时,焊接界面的孔洞占比随着变形温度的上升和应变速率的下降逐渐减小.

    扩散焊TC4钛合金热变形行为峰值应力焊接界面

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    Cu Σ15晶界结构低能化转变的微观机制研究

    薛红涛张志军张其虎汤富领...
    164-170页
    查看更多>>摘要：采用分子动力学模拟方法对Cu Σ15晶界的结构转变过程进行了系统研究,发现在单轴拉伸作用下Cu Σ15[(11)2](5(1)2)晶界会向Σ11[(11)2]((1)31)晶界发生低能化结构转变.位错演化和原子运动轨迹分析表明,该结构转变过程主要在两种肖克莱不全位错b1=1/6[(21)1]和b3=1/6[(121)]的共同作用下完成.首先b1位错从与Σ15晶界六边形结构单元的5和6号原子处形核并发射,此后其在{1 11}面上滑移导致内禀型堆垛层错的形成;b3位错随后在与b1同样位置形核并发射,引起{1(1)1}面上原子二次重排,从而导致堆垛层错消失.在上述位错作用下,Cu Σ15晶界中原本组成六边形结构单元的5和6号原子脱离晶界区域,沿{1(1)1｝面进入晶粒内而变为体相原子,剩余4个原子则重新排列形成四边形结构单元;Cu Σ15晶界由此逐步完成向Σ11晶界的结构低能化转变.

    Σ15对称倾斜晶界晶界结构转变晶界弛豫单轴拉伸分子动力学模拟

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    PET泡沫三明治结构准静态弯曲和疲劳性能试验研究

    王锴贾晓航张蓓余磊...
    171-181页
    查看更多>>摘要：在材料尺度下,借助试验手段获得了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)泡沫三明治结构各组分材料(PET泡沫芯层、铝合金面板以及胶粘剂)的力学性能,以及PET泡沫的玻璃化转变温度和微观拓扑形态.在结构尺度下,在不同温度下进行了三点弯曲准静态试验,探究了温度对弯曲性能的影响,揭示了温度对变形响应过程的影响机理;同时,开展了常温下的三点弯曲疲劳试验,分析了载荷水平和加载频率对失效模式、疲劳寿命和刚度退化等指标的影响;在此基础上,开展了计及温度效应的三点弯曲疲劳试验,探究了环境温度对PET泡沫三明治结构疲劳性能的影响.结果表明,温度效应会显著影响PET泡沫三明治结构在准静态和疲劳弯曲载荷作用下的变形和破坏机理.

    PET泡沫三明治结构三点弯曲疲劳温度效应

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