半固态连续触变挤压成形技术

半固态连续触变挤压成形技术是一种新的加工技术 ,将半固态技术、铸造和挤压技术融为一体的连续触变挤压技术 ,是半固态技术在材料制备领域的一个发展 ,文中主要针对复合材料、易偏析材料和脆性材料的制备     

触变模锻成形工艺对镁合金成形件力学性能的影响

采用半固态等温热处理法、近液相线模锻法和等通道角挤压法制备AZ91D—Y镁合金半固态坯料。分别将3种状态的坯料加热到半固态温度区间进行二次重熔后,进行了触变模锻成形。结果表明,在半固态温度为560℃,模锻压力为200MPa的条件下,半固态等温热处理法、近液相线模锻法和等通道角挤压法制备坯料分别保温30,20,15min后触变模锻获得最佳力学性能;随着坯料加热温度的升高,触变模锻成形件力学性能呈现先上升后下降的趋势;增加成形压力有利于触变模锻成形件力学性能的提高;在相同成形条件下,等通道角挤压法制备坯料触变模锻后的力学性能最好,近液相线模锻法次之,半固态等温热处理法较差。     

半固态触变成形坯料感应加热的数值模拟

半固态触变成形技术以其降低宏观偏析、减少多孔性、成形力小和近终成形等优点受到广泛关注。在触变成形之前 ,使坯料具有均匀的固 液相分布和球状晶粒是很重要的 ,这就要求加热快而迅速。为满足这一要求 ,目前普遍采用电磁感应加热。文中对感应加热进行了有限元理论分析 ,采用商用有限元软件ANASYS对半固态触变成形坯料感应加热进行了数值模拟 ,模拟了频率、加热时间、线圈电流强度系数、坯料尺寸半径、线圈尺寸大小等参数对坯料温度的影响。     

半固态触变压铸技术

触变注射成形的工艺过程接近于注塑成形。首先将镁合金锭加工切制成细颗粒状,将此镁合金颗粒装入料斗中,强制输送到粒筒中,粒筒中旋转的螺杆驱使镁合金颗粒向模具方向运动,当其到达粒筒的加热部位时,合金颗粒呈部分熔融状态,在螺旋体的剪切作用下,具有枝晶组织的合金料形成了具有触变结构的半固态合金,     

非枝晶半固态金属成形技术的发展概况

此文叙述了非枝晶半固态金属成形技术的发展概况。主要介绍了压铸成形、模锻成形、连续流变铸造成形、注射成形以及半固态金属锭料制造等技术的特点和应用现状。     

黑色金属半固态触变压铸工艺试验研究

本文介绍了黑色金属半固态触变压铸工艺试验研究概况。该研究采用了和流变完全不同的制浆制锭工艺,所制备的黑色金属半固态浆料具有用流变方式制备的有色金属半固态浆料一样良好的触变性和充填性。这一探索性试验研究结果表明,本文所述的黑色金属半固态浆料制备工艺,不但能满足金属半固态成形技术要求,而且还迴避了国内外以往的金属半固态流变制浆方式所面临的难以解决的高级耐火材料问题。为半固态成形技术应用到黑色金属机器铸造生产开辟了另一条新的途径。     

双金属冷压焊固相结合强度的分析和计算

分析了表面状态及金属性能对双金属冷压焊结合强度的影响 ,运用金属 金属界面结合力的计算方法 ,对冷压焊固相结合强度进行了分析和研究     

温度对钢/铝合金液固相压力复合强度的影响

研究了在钢与铝合金液固相复合过程中,铝合金液态温度、钢板的预热温度以及模具温度对复合强度的影响.结果表明:温度的变化对复合强度的影响很大.单因素展开的结果是:液体温度为770℃时,复合强度最高.钢板预热温度为100℃时,复合强度最好.模具温度为200℃时,复合强度最高.这为研究金属液固相的复合机理,提供了有用的实验依据.     

基于平面压入技术研究焊接接头单轴应力-应变关系

目的 获取异种金属焊接接头母材和热影响区局部拉伸应力-应变关系。方法 对压水堆机组蒸汽发生器接管安全端异种金属焊接接头(20MND 5-INCONEL 52-Z2 CND 18.12控氮)进行研究,通过金相检验和显微硬度测试,研究DMWJ母材、热影响区、焊缝熔合线位置的金相组织和维氏硬度分布。采用等直圆棒拉伸试验获得DMWJ低合金钢(20MND 5)母材的应力-应变关系,采用基于能量等效理论的平面压入技术获得DMWJ低合金钢母材、热影响区和焊缝局部材料应力-应变关系。结果 DMWJ材料组织、力学性能不均匀,等直圆棒拉伸试验得到的低合金钢母材拉伸应力-应变关系与平面压入技术测得结果较为吻合。结论 基于能量等效理论的平面压入技术可精确测得DMWJ低合金钢母材、热影响区和焊缝局部材料应力-应变关系,对压水堆核电站DMWJ在役检测及结构完整性评价具有重要意义。     

用云绞法研究轴对称模锻成形

本文提出用云纹法研究轴对称塑性变形体内部应力应变分布的实验方案和计算模型,对齿轮坯模锻件的成形分阶段进行了分析计算,得出子午面上各应变分量和应力分量解,并作出金属变形的位移矢量图和等应变速度强度图。实验中采用新开发的F—FG反光型密栅版,在实物试件上获得清晰的反光云纹图象。     

短碳纤维增强铝基复合材料的半固态加工

采用M4 0石墨纤维和LY12合金 ,挤压浸渗后半固态下直接充填成形 ,制备了短碳纤维增强铝基复合材料。研究了半固态加工对材料的组织与性能的影响及与固态塑性成形的区别。结果表明 :半固态下加工碳纤维的纤维长度明显高于固态加工。材料强度也有较大的提高     

聚碳酸酯中低应变率范围下动态力学性能研究

目的研究聚碳酸酯材料在一定温度下中低应变率范围内的力学性能。方法利用高速液压伺服材料试验机和非接触测试分析系统,在不同温度(-45~70℃)下对聚碳酸酯材料进行应变率范围(0.05~60 s-1)的动态拉伸试验,获得各温度不同应变率下的真实应力-真实应变曲线。结果聚碳酸酯材料的屈服强度和流动应力随着应变率的增加而增加,随着温度的增加而降低。结论聚碳酸酯材料在此温度和应变率范围下具有明显的应变率强化效应和温度软化效应。     

硼化物基超高温陶瓷材料在热力耦合作用下力学性能研究

以新型天地往返飞行器、高超声速飞行器和火箭推进系统等最具前景的候选材料——硼化物基超高温陶瓷材料的应用为背景,采用有限元法ABAQUS软件对UHTC试件进行数值模拟,得到带有表面贯穿裂纹的UHTC试件在不同加载条件下的应力、应变及应力强度因子的变化规律,为研究材料在热冲击过程中考虑应变速率的影响奠定理论基础。     

张八岭变质地体变质构造岩的显微构造与结构特征

本文在1／5万张八岭幅、珠龙幅区域地质调查基础上．运用微观构造与宏观构造相结合的方法，借助于现代测试技术．对张八岭变质地体山变质构造岩的显微构造与结构进行了研究。验证和深化了野外工作所观察到的现象和认识；探讨了应力和应变之间的关系；计算了差异流动古应力值；恢复了构造变动对岩石的应力状态和方位。     

薄板单向和双向拉伸时的应力应变关系

对薄板材料在单向拉伸和双向拉伸状态下的应力应变关系进行了理论和实验研究,给出了两种应力状态下所得 n 值的相关性,分析了两者对预报成形极限的适用性。将研究材料在单拉及双拉时的应力应变关系用于深拉延成形的过程分析和成形极限参数计算,结果证明单向拉伸时的应力应变关系用于分析深拉延成形过程更为符合实验结果。     

铅渣回收新工艺

我国每年产出的铅渣(包括废铅蓄电池、各种含铅污泥、含铅烟尘等),数量非常大,现在大多采用高温还原熔炼加以回收。在高温熔炼过程中,产生的三废污染十分严重,金属回收率较低,产品为粗铅,此方法将逐渐被淘汰。 本工作主要进行用固相电解法从铅渣中回收金属铅和用湿法冶炼工艺以铅渣为原料生产五种铅化工产品的研究。 固相电解是把各种铅渣放在阴极上,在碱性电解液中,一步电解成金属铅。固相电解金属回收率达95％以上,电铅质量为99.99％,固相电解技术经过十多年反复改进,已日臻完善。 湿法冶炼工艺以各种铅渣为原料,生产三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅、红丹、黄丹等五种化工产品。产品质量均达国标一级品,金属回收率达96％以上,生产成本低,工艺简单,经济效益较好。     

PI纤维在空间带电粒子辐照下的力学性能损伤

目的研究聚酰亚胺(PI)纤维在电子辐照、质子辐照、应力耦合质子辐照条件下力学性能的损伤行为。方法采用中国科学院长春应用化学研究所自主合成并纺丝制备的聚酰亚胺纤维,在空间环境模拟设备辐照的条件下,研究空间带电粒子对聚酰亚胺纤维辐照后的力学损伤行为,并通过XQ-1型纤维强度仪对辐照前后的样品进行拉伸试验。结果在低能电子辐照条件下,聚酰亚胺纤维的拉伸强度、模量和断裂伸长率均有所降低,但变化不太显著;高能电子辐照会提高材料的模量;质子辐照后,材料的拉伸强度和断裂伸长率随着辐照注量的增加明显降低;单一施加5%的应变会使聚酰亚胺纤维的拉伸力学性能有一定量下降。与单一应变样品相比,应力耦合质子辐照样品的拉伸强度和断裂伸长率进一步下降,但是与单一质子辐照样品相比,应力耦合辐照样品的拉伸强度和断裂伸长率都更高。结论无论是在低能电子辐照条件下,还是在高能电子辐照条件下,电子辐照对聚酰亚胺纤维力学性能影响均较微弱,而质子辐照会较大程度地降低材料的力学性能,增加应力耦合效应之后,质子辐照对材料的力学性能影响减弱。     

分子动力学中应变分析的统计矩方法及应用

分子动力学模拟研究金属的力学性质,需要采用合适的应变分析方法研究金属的变形特征及其演化规律.金属材料复杂变形的局部应变特征缺乏简便有效的分析手段,整体变形也没有合适的描述方法.本文提出分子动力学中应变分析的统计矩方法,通过统计矩建立了微观量和宏观应变的关联.在单晶单轴加载、纳米多晶剪切和冲击加载下的应用表明,矩应变分析方法可以很好的描述和评估材料的局部变形和整体变形特征,并通过应变不均匀度鉴别材料的局部塑性变形和弹性变形,是深入研究复杂结构材料变形机理的一种有效的通用分析方法.     

基于非概率可靠性的离散变量结构优化设计

目的针对工程结构设计中因材料供应规范限制使得设计变量不能连续取值以及材料性能波动、外界载荷偏差等不确定性问题,探索研究非概率可靠性在离散变量结构优化设计中的应用。方法以桁架结构杆件截面直径为设计变量、结构质量极小化为目标,考虑材料强度极限与外部载荷的不确定性,建立具有非概率可靠性指标约束的离散变量结构可靠性优化模型,并采用遗传算法求解离散变量结构优化设计问题。结果求解获得了三杆、十杆超静定桁架杆件截面直径最优组合,得到的优化结果相较确定性优化结果更具鲁棒性。结论非概率可靠性模型对于解决工程中设计变量具有离散性和不确定性的优化设计问题具有可行性。     

单轴拉伸条件下先进增强结构力学性能研究

目的研究单轴拉伸条件下先进增强结构的力学性能。方法开展先进增强结构以0.02 mm/s匀速加载至20 000 N的静力拉伸实验,采用应变检测方法获取先进增强结构复合材料结构和金属基体结构的应力应变分布特点,研究先进增强结构对金属基体应力水平的降低程度。结果在确保先进增强结构完好的情况下,先进增强结构能大幅度降低金属基体结构的应力水平,降低程度约为85%。结论按照飞机高应力区结构特点和载荷分布特点,合理布置先进增强结构,能增加局部区域的传递路径,减小局部区域的应力水平,提高该区域的疲劳和损伤容限性能。