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摘要:人才标准包括:良好的道德修养;较深的基础知识和较宽的知识面;科学的思维方式和学习方法;良好的人文、历史、文学及艺术修养;对人类社会、自然、国家的道德责任感和奉献精神;他人合作的团队精神和组织领导能力。...
[期刊论文] 曹秒艳 董国疆 赵长财
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:固体颗粒介质成形工艺是采用固体颗粒介质代替刚性凸模(凹模)的作用,对金属板料、管材拉深胀形的先进工艺,在复杂零件精密成形、难加工材料成形、温热成形等方面具有独特优势.为揭示该工艺中固体颗粒介质的传力特性,采用离散元法(Discrete/distinct element method,DEM)数值模拟固体颗粒介质在单轴压缩下的受力过程,从力链角度分析固体颗粒介质在压缩过程中细观结构的变化规律,并以直径1mm不锈钢球为传力介质,自行设计颗粒介质传力性能试验,数值模拟结果实测值吻合较好.研究发现颗粒配位数体积份额呈幂函数关系,侧压系数压应力亦呈幂函数关系,且当内部力链结构趋于稳定时,侧压系数趋于定值.应用散体力学研究方法推导出固体颗粒介质压力衰减规律,进而得到介质传力极限距离,这对如何准确控制成形中颗粒介质压力分布,提高加工工件的成形性能具有重要意义....
[期刊论文] 杨东峰 赵长财 郝海滨
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:在Gleeble-3500热模拟试验机上对AZ31B镁合金薄板(0.6 mm)拉伸试样在100~350℃的温度范围和1×10-1~1×10-3s-1的应变速率范围内进行了的单向拉伸实验,根据实验结果对AZ31B镁合金薄板的力学性能进行了分析.结果表明:AZ31B镁合金薄板在较低变形温度100~150℃时,应变速率对流动应力的影响不大;相比之下应变速率对AZ31B镁合金的断裂伸长率却有一定的影响,提高应变速率会降低材料的伸长率;在较高变形温度(200℃以上)时,应变速率对流动应力的影响比较明显,表现出显著的应变速率敏感性....
摘要:采用Gleeble-3500热模拟试验机、金相显微镜和扫描电镜,研究AZ31B镁合金在不同变形条件下的微观组织和断口形貌特点,并且研究了该合金在不同变形条件下的变形机理.结果表明,AZ31B镁合金在温度200℃以下时,不会发生动态再结晶,其机理主要为晶内变形.当变形温度达到200℃,在较高的应变速率时,原始晶粒仍然存在,且被拉长,此时的变形机理应为晶内变形;而在应变速率较低时,原始晶粒的晶界变为锯齿形,出现了极小的再结晶晶粒.当变形温度达到300℃时,在较高的应变速率下,发生了不充分的再结晶,部分原始晶粒仍然存在,且被拉长;而在应变速率较低时,再结晶充分进行,且晶粒有长大的趋势.在较低的应变速率时,随着温度的升高,断口由无韧窝或者韧窝浅而少的特征,逐渐发展为典型的延性韧窝聚合型断裂的特征,在高温时,甚至发展为沿晶断裂模式;在变形温度为200℃和300℃时,随着应变速率的增大,沿晶断裂形貌消失,韧窝聚合型延性断裂逐渐受到抑制,最后在较高的应变速率时,断口呈现出解理这一晶内断裂的典型特征....
摘要:提出基于固体颗粒介质成形(SGMF)工艺的镁合金板材差温拉深工艺,并展开试验研究.通过对AZ31B镁合金薄板进行差温拉深成形试验,研究了成形温度、拉深速度、压边力、压边间隙、凹模圆角和润滑条件对拉深性能的影响,确定AZ31B镁合金板料最佳成形工艺参数.结果表明:该工艺可显著提高镁合金板材的成形性能,成形温度及拉深速度对板料拉深性能影响较大,板料最佳成形温度区间为290~310℃,颗粒介质板料理想温差为110~150℃;压边力和压边间隙对拉深性能产生联合影响;此外,凹模圆角和润滑条件也对拉深性能有一定的影响.当上述工艺参数达到最佳值时成功拉深出极限拉深比(LDR)为2.41的工件....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST SA
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摘要:滑块平衡系统是大型模锻液压机关键部件,其作用是避免滑块在工作状态下产生倾斜,从而保证上下模具准确压合,确保工件质量,对滑块运行精度及产品质量的保证具有决定性作用.液压机工作过程中,偏心力矩是未知的,如何由实测的滑块四角位移差值确定所需的平衡力,成为一个关键技术理论难题.为此,提出力偶调平、位置控制平衡系统的新概念及其工作原理,即在滑块四角布置四组柱塞平衡缸,并由高精度位移传感器对滑块四角行程进行实时监测,以控制相应缸组加压泄压.建立了其参数化力学模型,推导出滑块四角位移差值所需平衡力之间的函数关系式,并绘制出相关曲线,可以在已知滑块四角位移差值的条件下,为实际加工过程中平衡力的控制提供理论依据,也可为同类型液压机滑块同步平衡系统的设计提供理论参考....
摘要:在现有热态颗粒介质压力成形(HGMF)工艺有限元仿真分析中,需要假设离散性质的颗粒介质为连续体(Drucker-Prager模型),这使得颗粒介质在传压和流动过程中产生拉应力,实际工艺不相符.为解决此间题,提出离散元有限元(DE-FE)耦合仿真分析方法.通过颗粒介质传压性能实验和板材热单向拉伸实验得到仿真模型的材料参数,采用Visual Basic语言建立DE-FE耦合仿真平台,分析HGMF工艺成形AA7075-T6圆锥形件的工艺特征,并进行工艺试验验证.研究表明:DE-FE耦合仿真结果实验结果吻合较好,为解决离散体连续体耦合作用的力学问题提供新的分析手段....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:基于薄壳理论分析管材胀形变形机理,确定管坯几何尺寸相关的长、短管坯变形模式的界限划分表达式,并给出相应的成形内压力学模型。为薄壳理论在管材成形工艺研究中的应用,以及实际成形工艺中对成形内压的准确预测提供参考依据。研究表明,当管材胀形区长度小于管坯几何参量所确定的某临界值时,胀形区端部支撑条件对成形内压会产生影响,且随着胀形区长度的缩短影响逐渐剧烈;而当胀形区长度超过临界值时,成形内压不再受胀形区长度增加而发生变化。通过数值模拟工艺试验对长、短管坯变形模式的准确性进行验证。数值模拟证实由于理论模型的刚端假设使内压计算值比实际偏大。设计力学模型相匹配的典型零件、模具结构和工艺流程,得到成形过程中内压变形形状的对应数据,理论模型进行对比分析,讨论两种模型的区别及误差产生的原因。...
摘要:离散体颗粒介质使颗粒介质内高压成形工艺中的传压具有非均匀性、颗粒介质管件之间摩擦作用显著等特征,基于此,建立了颗粒介质非均匀载荷传压模型,对凸环管件胀形工艺过程进行了理论推导和数值解析,探讨了内压状况和摩擦条件对管件成形性能的影响,并通过工艺试验对理论分析结果进行了验证.分析结果表明,颗粒介质内高压成形工艺所具有的内压非均匀性、介质管坯摩擦作用显著两大特征可有效减小胀形过程中的壁厚减薄和成形压力.对比试验理论分析结果表明,壁厚分布和成形压力的理论计算结果试验结果一致,颗粒介质非均匀载荷传压模型的构建策略可用于管件成形的预测和分析....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:通过对CNG气瓶多道次收底旋压工艺的数值模拟,得出旋压力能参数,以此为基础设计了CNG气瓶旋压机.介绍了该机主轴机构、工作原理、模具装置结构.应用有限元模拟软件对主要零部件进行优化设计,使该机达到设计要求.实际生产应用表明:该旋压机床国外先进水平同类机床效率相同,实现了高效率加工;加工生产的气瓶零件尺寸精度高、表面质量好,产品质量达到欧洲气瓶质量检测标准,整机性能达到国际先进水平....
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST
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摘要:轴类件局部成形是节材、高效的精密塑性成形新工艺.在细长杆形坯料的局部成形工艺技术中,顶镦工艺应用最为广泛.当锻件变形长径比φ>2.5时,通过一次顶镦工步完成将产生折叠,需要多次顶镦工步完成工件的成形.基于此,文章提出采用将自由镦粗、挤压、闭式模锻工艺相结合的轴类件局部成形新工艺——浮动模局部成形工艺,可避免细长杆局部镦粗工艺中的弯曲折叠,并减少成形件表面的拉应力.采用浮动模局部成形工艺可实现细长杆坯料变形长径比φ>4的一次成形,解决了现有工艺中的一系列难题,为细长杆坯料局部精密成形提供了新的途径....
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST
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摘要:快速锻造液压机已成为目前重要的锻造设备之一.本文建立了12.5 MN双柱快锻液压机的整体三维有限元模型.针对其预紧组合机架的结构形式,对机架整体刚度的主要影响因素进行分析.根据偏载工况得到了预紧系数、拉杆立柱强度等因素之间的关系,为机架整体设计提供了理论依据.对压机进行静态有限元分析,得到了机架主要部件的应力和位移的分布规律,并提出改进方案,确保机架的刚度和强度以及整体性指标达到使用要求....
摘要:针对某航空发动机高温合金GH3044薄壁管凸环零件的成形难题,采用固体颗粒介质成形(SGMF)工艺,基于管材成形过程的塑性力学分析和有限元数值仿真,优化工艺方案,设计并制造模具,试制合格零件.采用有限元软件ABABQUS平台下的Drucker-Prager模型描述固体颗粒介质所特有的离散性摩擦材料特征,建立成形工艺有限元数值仿真模型、优化管端轴向进给力和介质成形力的匹配关系,得到轴向进给力对零件减薄率、壁厚差以及型面轮廓的影响规律.采用水平分模和弹性进给式模具结构,在单动压力机上实现了合模、轴向进给及介质加载等多动作压制功能....
摘要:散体颗粒介质兼有固体和液体的形态而又表现出不同于二者的诸多奇异性质,固体颗粒介质成形工艺正是利用这种特性将固体颗粒作为传力介质成功应用于金属板管材成形中并取得良好效果.为了探讨颗粒介质在固体颗粒介质成形工艺中的传压规律,并研究散体颗粒介质在承受压力条件下的传力特性,实现对成形中金属管板材内表面压力分布的准确控制从而有效提高金属管板材成形性能,通过设计固体颗粒介质的单轴压缩试验,得到颗粒介质侧压分布规律,在此基础上,结合非局部摩擦理论建立精确的颗粒介质传压力学模型,得到基于非局部摩擦理论的颗粒介质传压规律,并推导出其轴向传力压力函数表达式.研究结果表明:侧压力传力距离按照二次函数的规律分布,并随着传力距离增加而下降;颗粒介质轴向传递压力随传力距离增加而逐渐衰减,并且考虑非局部摩擦所得到的理论值较局部摩擦更能接近试验值,而非局部作用接触面半径对结果影响较小....
摘要:针对金属板材固体颗粒介质成形工艺中散体颗粒的离散性能和板材连续变形特点,提出并构建离散元-有限元耦合仿真模型.通过试验和数值模拟相结合的方法,建立镁合金板材温热成形韧性破裂准则,并验证该准则的有效性.最后结合韧性断裂准则对AZ31B镁合金固体颗粒介质筒形件温热拉深进行离散元-有限元耦合模拟,对其成形极限进行预测分析,并展开相应条件下的拉深成形试验.结果表明:基于韧性断裂准则的离散元-有限元耦合分析方法可以有效预测镁合金板固体颗粒介质温热拉深成形极限....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:将固体颗粒介质成形工艺应用于金属板材圆筒件的拉深成形,建立相应的板材拉深力学模型.在固体颗粒传力衰减模型的基础上,通过对工件直壁区的力学分析,得到拉深过程中所需压头单位压力的函数关系式.该关系式表明,当筒形件的直壁段成形后,随着拉深系数的增加,压头最大单位压力呈线性逐渐减小;板材凹模表面间摩擦因数增大将导致压头单位压力加大,并且该增加趋势非常明显:颗粒介质板材之间的摩擦因数增大却可以减小压头单位压力;随着颗粒介质初始装料高度的增加,压头单位压力相应增加,这是颗粒介质所传递的应力随传递距离增加而逐渐衰减的结果.并以镁合金板材为研究对象,进行基于颗粒介质成形工艺的拉深试验和有限元模拟验证.研究结果表明,试验、模拟结果理论值基本吻合....
摘要:AA6061铝合金挤压管材在常温下强度高但塑性差,难以成形复杂形状零件.基于此,提出了固溶处理+固体颗粒介质胀形+人工时效的工艺流程,通过固溶、淬火和时效等热处理工艺调整铝合金变形前后的力学性能,应用固体颗粒介质胀形技术实现管件塑性成形.以AA6061挤压铝合金管为研究对象,分析了固溶处理工艺参数对合金力学性能的影响,发现管材经固溶温度560℃且保温120 min处理后,其延伸率提高3倍以上,强度和硬度也大幅降低,使合金管材的成形性能指标显著提高,具备了固体颗粒介质胀形管件的条件;对合金固溶处理后再人工时效处理的试验研究表明,人工时效温度180℃且保温360 min时合金塑性下降,强度和硬度等性能指标均可恢复至初始状态.基于铝合金热处理工艺特征的研究,采用固溶处理+固体颗粒介质胀形+时效处理的工艺流程,成功试制了AA6061铝合金典型的正方形截面管件,其环向最大展长率可达34%....
摘要:提出一种管材成形新工艺:固溶处理→颗粒介质内高压成形→人工时效.通过热处理工艺调整合金变形前后的力学性能,应用颗粒介质内高压成形技术实现管件塑性成形,以期建立一种工艺实施简便、设备要求较低、产品设计灵活的高强铝合金管件加工方法.结果表明,固溶温度560℃且保温时间120 min时,合金伸长率提高了313%,但强度和硬度大幅减低;对合金进行固溶后时效处理,当人工时效温度180℃且保温360 min时,合金塑性下降,强度和硬度等性能指标恢复至固溶前状态,确保成形零件具备母材力学性能.此工艺方法使AA6061挤压管材的最大胀形率提高了25.5%,管件材料性能达到了原材料的性能指标....
摘要:在深入分析国内外CNG气瓶热旋压设备发展现状的基础上,针对当前国产设备存在的主轴系统转速过低、生产效率低、产品质量差、夹紧困难及定位不准确等问题,提出解决方案,并介绍自行研发的一种先进热旋压成形设备。同类设备相比,该成形系统具有如下特点:1)设备结构新颖、独特,生产效率高,产品质量好;2)控制系统稳定,物流系统紧凑,节省投资成本.该设备是国产旋压系统的一项重大突破。
摘要:介绍了薄壁、大容重比、壁厚均匀的高压气瓶立式拉伸成形工艺,对其关键技术进行深入研究.针对圈模和辊轮模共同作用减薄壁厚并精整压光工艺,充分运用有限元法对圈模和辊轮模道次分布及两种母线形状进行了优化,得到最佳工艺参数.针对大容量薄壁无缝钢瓶立式拉伸液压机的高宽比大(一般高宽比≥2.5),压机运行稳定性和滑块运动精度难以保证,从而导致被加工零件加工质量降低的问题,提出双支承多向限位立式液压机技术.该技术既可以使压机的整体重量不增加又能很好减小振动,从而保证压机主体精度和加工零部件的高精度.采用有限元法对成形设备进行了结构优化,降低了投资成本,节省了资源。
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