背压对等径角挤压坯料变形的影响

采用有限元方法研究了背压对1100Al等径角挤压的影响．分析了坯料的变形、等效应变分布、最大主应力及变形载荷的变化．模拟结果表明,通过在出口通道施加背压,提高了坯料充填模具外侧拐角的能力,使得坯料横截面上等效应变分布更加均匀;坯料在变形过程中的最大主应力降低;但变形载荷随背压的增加不断增加．分析得出,施加适当的背压有助于提高坯料的变形均匀性,降低坯料表面的开裂倾向．     

摩擦对反复镦压工艺的影响

反复镦压被认为是一种有应用前景的制备块体超细晶材料的方法.文中借助有限单元法研究了摩擦因子对镦压试样等效应变大小及分布、速度场以及变形载荷的影响.研究结果表明,由于摩擦的存在,试样同一截面各点沿纵向的流动速度并不一致.镦压后试样内部的等效应变分布不均匀,除角部区域小范围内等效应变较高外,其它部分中心区域等效应变较高.随摩擦因子增大,试样的平均等效应变略有增加,但等效应变分布的均匀性明显下降.最大变形载荷随摩擦因子的增大而显著增加.因此,应采取适当的措施降低摩擦的影响.     

基于CFD的固液两相流管道压力数值研究

管道排沙时泥沙和水组成的固液两相流在管道中流动时会挤压管道进而对管道产生压力,管道压力大小和分布受到管道布局、入口流体流速、泥沙浓度以及管道内径的影响。利用计算流体力学CFD软件,对不同情况下管道内部流场进行了数值模拟,得到了管道内部压力场分布。结果表明:管道转角凸壁面压力在管道整体压力最大,管道最大压力随着水流、含沙率和管道转角的增大而增大,随着管道内径的增大而减少,因此工程中在满足排沙效率情况下应尽量减少水流流速、增加管道管径和合理地减小管道转角从而降低管道排沙过程中的最大静压力。     

大尺寸球冠形观察窗的结构强度研究

针对载人潜水器球冠形观察窗的研制需求,对采用平板有机玻璃制作的球冠形观察窗全尺寸样机在压力筒内进行强度试验,并实时监控应变;采用接触有限元数值方法分析了不同压力下球冠形观察窗的经向和纬向应变,并与试验结果进行对比分析;基于应变分析结果,研究接触面摩擦系数和锥面下边缘倒角对球冠形观察窗位移和最大等效应力的影响。结果显示,减小接触面摩擦系数以及锥面下缘无倒角可有效减小观察窗的最大等效应力。本研究可为采用平板有机玻璃制作的球冠形观察窗的结构设计和安装提供参考。     

基于 DEFORM 的正挤结合侧挤大变形工艺研究

等径角挤压被认为是最具工业化应用前景的大塑性变形技术之一,但其局限限制了其工业化应用。文中在常规等径角挤压技术的基础上提出了一种正挤压结合侧向挤压新工艺,采用DEFORM-2D软件对该新工艺进行了数值模拟。结果表明：这种新型工艺具有单道次变形量大且均匀的特点,为高效制备大尺度块体超细晶材料提供了新途径,但挤压时所需载荷也较大。因此,需通过进一步的工艺参数优化,为模具设计和选材提供一定的保障。     

二维物体入水砰击问题的理论方法研究

入水问题的研究在水动力学和海洋工程等领域有着重要的现实意义。文章采用Wagner模型的思想,将其中的相当平板理论改为椭圆拟合,得到了不同斜升角的二维楔形体匀速入水时的湿表面无量纲压力分布和砰击力,并与其它理论方法和数值计算结果相比较。椭圆拟合方法得到的压力分布在楔形体斜升角较小时与数值计算结果吻合良好,砰击力与数值计算结果在较大斜升角的情况下仍然很接近,比其它理论方法的适用范围更广,可以作为工程上估算砰击力大小的一种新方法。     

加筋板穿透数值仿真中网格尺寸对失效应变的影响分析研究

运用数值仿真分析碰撞过程时,基于最大等效塑性应变失效准则确定的材料失效应变取值与网格尺寸具有明显的依赖关系,因此,研究碰撞载荷下加筋板网格尺寸对失效应变取值的影响对于评估加筋板架的耐撞性及开展耐撞性结构设计具有重要意义。文中基于LS-DYNA非线性有限元分析软件对光板及加筋板穿透过程分别进行仿真分析,以国外学者相应准静态穿透试验的结果为参照,探讨了加筋板与光板的有限元网格尺寸和失效应变之间的关系,同时对是否有必要考虑骨材与板壳之间的焊缝进行了探究。研究表明:加筋板与光板的失效应变取值存在明显的差异,确定加筋板材料失效应变取值时,应优先参考适用于加筋板网格尺寸与失效应变取值的关系曲线;在决定是否考虑加筋板结构中的焊缝时需要结合网格尺寸与焊缝等效单元的相对大小进行判断。     

ECAP法制备纯铜的组织与性能

研究了纯铜等径角挤压后的组织及性能。结果表明:室温下BC方式10道次ECAP(Equal Chan-nel Angular Pressing)后,得到均匀、细小的等轴晶,平均晶粒尺寸为0.75μm,硬度从78.7 HV上升到185.3 HV。通过对不同ECAP道次后的退火试样的硬度测量和观察组织发现,ECAP 8道次试样在433 K发生静态再结晶,且随ECAP道次的增加,开始再结晶的温度降低,再结晶软化的速率增加。说明大变形后纯铜的热稳定性下降。     

法兰式扭矩传感器元件结构的参数影响仿真

针对20k N·m法兰式扭矩传感器，应用ANSYS仿真软件对3J58、40Cr、17-4PH、65Mn材料的弹性元件进行静力学仿真研究。通过静力学仿真，研究不同材料条件下弹性元件结构尺寸对贴片区域应力和应变分布的影响。研究表明，在相同结构条件下，材料17-4PH弹性元件对扭矩有更高的灵敏度。通过对仿真结果进行分析，获得不同材料条件下满足设计要求的弹性元件结构尺寸范围，这对20 k N·m扭矩传感器设计的选材和结构尺寸确定具有指导意义。     

基于MIDAS的抗滑桩三维数值模拟及优化

某港区护岸工程区域的地质条件较差,软土层较厚,岸坡整体稳定性不满足要求,采用抗滑桩进行加固处理。基于MIDAS GTS NX软件,建立三维有限元模型,根据边坡不打抗滑桩情况下的等效塑性应变云图,确定抗滑桩桩长,分析不同桩型、桩径、桩距、平面位置下的桩内力、整体稳定系数及工程费用,选择最优的抗滑桩布置方案。结果表明,桩距在3.5D范围内,桩弯矩随着间距增大而增加,桩距达到3.5D后,桩弯矩不再显著增加;桩距在3.5D范围内,岸坡整体稳定系数随桩距增大无显著变化,超过3.5D后会逐渐降低;抗滑桩能有效改变岸坡的塑性区分布,整体稳定性提高了近30%。