等效应变

摘要： 针对阀体传统制造工艺效率低、锻件性能差、成本高等问题,本文提出采用先进的多向模锻工艺进行阀体制造,并以一种不等径四通阀体为典型对象,结合Deform-3D数值分析进行工艺研究。首先,根据不等径四通阀体的结构特征,确定了分模面,并依此设计了两种锻件图;其次,根据锻件图设计了3种不同的多向模锻结构,并分别确定了模具的加载形式;最后,基于Deform-3D进行了建模分析,对比了3种模具结构下阀体的成形过程、等效应变、成形载荷等。研究表明:当阀体锻件连皮位于中部,且上凸模结构采用组合式凸模结构,下凸模为动模时,模拟获得的阀体锻件充填饱满,质量良好,无缺陷,此时模具受载更小,且成形时间短,利于提高生产效率。基于本文的分析结果进行了四通阀体的试制,获得的阀体表面成形完整,法兰质量良好,内部流线均匀连续,充分说明采用多向模锻工艺进行阀体的制造是可行的。

摘要： 将超声振动引入Ti6Al4V钛合金的普通车削加工,结合有限元仿真技术探究超声振动对Ti6Al4V钛合金车削加工效果的影响。建立超声振动车削和普通车削的有限元分析模型并进行模拟仿真,对比分析切削速度对等效应变、切屑形态和切削力的影响规律。研究发现:当切削速度变化时,超声振动车削和普通车削过程中的等效应变都呈带状分布,且超声振动车削过程中的最大等效应变值更大;切屑均呈锯齿形,超声振动车削生成的切屑锯齿平均厚度比普通车削更小,形状和大小更均匀,加工过程也更平稳;超声振动车削的平均主切削力始终小于普通车削,由于轴向超声振动的影响,仅在切削速度小于367mm/s时,超声振动的车削平均进给抗力小于普通车削。

摘要： 基于滚轧变形理论,通过Deform-3D有限元仿真软件建立滚轧模型,对面齿轮滚轧成形过程进行分析,根据有限元仿真结果分析面齿轮齿廓主动面和被动面的金属流动情况;探究工艺参数对滚轧轮所受最大载荷的影响趋势;分析等效应变和等效残余应力在齿廓上的分布规律。结果表明,面齿轮齿廓被动面的金属流动性大于主动面的金属流动性,且在被动面齿顶易形成“突耳”;转速增大,滚轧轮最大载荷降低;进给速度增大,滚轧轮最大载荷增大;齿廓等效应变和最大残余应力变化趋势相同,随着转速的增加而增加,随着进给速度的增加而降低。这些结果为进一步实验提供了一定的参考。

摘要： 传统对称轧制在厚规格钢板生产中会出现心部变形不充分问题,导致心部晶粒粗大,基于轧前超快速冷却的差温轧制可以有效提高厚钢板心部变形。结合差温轧制实验并通过Ansys热力耦合有限元模拟了差温轧制过程,研究了差温轧制对厚钢板心部变形的影响,并与均温轧制进行了对比。结果表明:与均温轧制相比,相同条件下差温轧制心部应变可提高30.0%;差温轧制心部等效应变随对流换热系数和压下率的增大逐渐变大,钢板心部变形更加充分。通过实验验证了差温轧制可提高心部变形,有效细化钢板心部晶粒尺寸,消除带状组织,在一定程度上验证了有限元模拟的准确性。

摘要： 针对等效应变模型未考虑非比例附加强化影响这一不足,将最大剪切应变幅所在平面定义为临界面,引入剪切平面上的最大正应力、正应变变程以及相位差作为损伤参量来反映非比例加载条件下的附加强化效应,该损伤参量还考虑了临界面上的最大正应力和正应变变程对材料裂纹萌生和扩展的影响。采用16MnR、GH4169、S460N、45钢和Pure Ti五种薄壁圆管试件来验证模型的正确性和有效性,并与三种经典模型进行对比分析,结果表明,新模型的预估能力要优于其他三种模型,且寿命预测结果较为精确。

摘要： 目的为满足结构舱段用高强高韧铝合金宽幅薄壁高筋整体成形壁板挤压制备需求,在保证组织与性能均匀性的同时,进一步提高铸锭利用率。方法采用万能力学性能试验机测试力学性能,结合金相显微镜与扫描电镜完成组织与断口形貌观察。结果7A85半连续铸锭在300°C砧板模具温度下拔长与4.0长径比镦粗时,铸锭整体应力分布最为均衡。晶界处残存的耐热高温相由连续线状转变为分散点状与折线状,铸锭显微组织和性能一致性较高,利于后续挤压制备。结论利用DEFORM–3D数值模拟软件,可对7A85大规格半连续铸锭拔长与镦粗过程的流变应力与等效应变分布进行有效预测,结合铸锭不同区域的受力分析与整体全速度矢量分布,可以准确判断工艺的合理性和可行性。砧板模具温度与铸锭长径比,对7A85半连续铸锭400°C拔长镦粗过程流变应力分布影响明显,可有效改善晶界处残存耐热高温相的分布形态,提高材料的组织均匀性与力学性能。

摘要： 针对盐穴储气库建设过程中面临的技术挑战,通过对不同尺寸溶腔围岩变形量、塑性区、体积收缩率和套管鞋高度等进行计算,模拟出不用内压条件下溶腔的安全性变化规律,并优化了腔体设计,保障了储气库经济效益和安全生产,也为超深超大型盐穴洞形优化以及储气库长期稳定运营提供参考.

摘要： 利用Deform-3D软件对AISI4340钢Φ600 mm铸坯至300 mm × 300 mm坯的开坯过程工艺参数进行了数值模拟.通过对加热温度、轧制速度、压下率、2道次压下对铸坯心部变形和材料流动影响的研究,分析了开坯成形过程中心部等效应力和材料变形特点,获得了Φ600圆连铸坯开坯成300 mm方坯的成形规律.结果表明:在1070～1140°C内,加热温度对心部的应变影响较小,变化幅度在2.3％左右.当轧制速度选1.0～2.0 m/s、总压下量一定的情况下,先大后小更利于心部缺陷的焊合.

摘要： 在棒材线轧制锻造爪机用AISI1008钢时,出现混晶现象,Φ50 mm棒材边缘铁素体晶粒度3级,1/2半径及心部铁素体晶粒度8级,通过对钢材进行金相组织及电镜检验,对轧制过程温度及等效应变利用Deform软件进行有限元模拟,发现造成圆钢边缘晶粒粗大的原因与终轧温度过低及轧制等效应变大且分布不均有关,将终轧温度由原820°C提高至880°C,成功改善了圆钢横截面混晶现象.

摘要： 基于如何高效率、低成本开发制造复杂曲面铝合金产品的需求,提出了多工序冷锻的方法取代传统的机加工方法.根据产品特征,运用金属冷锻成形理论制定3道次冷锻结合一次切飞边的成形工艺,通过Deform-3D有限元软件对制定的多道次工艺进行叠加模拟分析,在最终成形填充饱满的前提下获得了每工序变形载荷及等效应变的变化规律.最后进行实验验证,实验结果与数值模拟结果相吻合,得到硬度均匀,表面质量高的成品.

摘要： 本文采用有限元方法对Cr4Mo4V钢圆筒形锻件的锻造过程进行了数值模拟研究.研究结果表明,Cr4Mo4V钢圆筒形锻件在始锻温度为1200°C的锻造过程中等效应力、等效应变和实际锻造温度的分布极不均匀.除开锤击次数之外,圆筒形锻件锤击后内孔深度对等效应力、等效应变和实际锻造温度的分布影响也比较大.

摘要： 高压扭挤是一种在高压扭转基础上开发的新型大塑性变形工艺.本文采用DEFORM软件研究了纯铜高压扭挤时的变形过程以及下挤压筒转速对等效应变大小及分布、速度场、凸模载荷、扭矩的影响.结果表明,与传统高压扭转相比,高压扭挤可以连续制备较大尺度的坯料,但高压扭挤坯料的等效应变分布不均匀,表面等效应变高,离坯料前端越远,等效应变越高.随转速的增大,坯料沿坯料切向速度分量增大,等效应变越高,下挤压筒扭矩明显增大.但转速对挤压凸模载荷影响不是很明显.以上研究表明高压扭挤时通过控制下挤压筒的转速可以使坯料产生大塑性变形.

摘要： 采用ABAQUS软件对不同振动模式下的超声辅助微挤压成形过程进行数值模拟研究,研究不同超声振动模式对微挤压成形过程的影响.分别对T2紫铜零件在工具辅助超声振动和工件辅助超声振动微挤压以及常规微挤压成形过程进行仿真分析.结果表明,在微挤压过程中对工具或工件单独施加辅助超声振动可使得微挤压成形过程最大等效应力分别减小14.4％和17.5％,最大等效应变由常规微挤压的0.8923分别增加到4.267和4.475.这表明,在微挤压成形过程中工件辅助超声振动与工具辅助超声振动相比能获得更加均匀的叠加应力场和等效应力分布,并获得更大的等效应变,从而能更有效改善金属材料的微挤压成形特性.

摘要： 通过对异形轴套的分析,采取预先对材料进行周向分配的方式进行预制坯,设计出反挤压和复合挤压两种预制方孔坯的冷挤压成形工艺方案.结合DEFORM-3D有限元模拟软件对预成形工序进行数值模拟,分析两种方案在成形过程中的等效应力和等效应变的分布情况,确定出较好的成形工艺方案.

摘要： 本文利用ABAQUS提供给用户定义材料属性的Fortran程序接口,对ABAQUS进行二次开发,编写了自己的用户材料子程序UMAT,从而实现了AZ31镁合金Johnson-cook材料模型的定义,进而对AZ31镁合金热轧过程进行了有限元模拟,分析了压下量对轧制过程的温度场、等效应力、等效应变分布以及轧制力的影响.结果表明:在稳定轧制阶段,轧制变形区内镁合金板材沿厚度方向的温度场呈梯度分布,由表层到中心逐渐升高,中心层的温度呈先升高后降低的趋势.等效应力在变形区的中性面最高,等效应变表层最高,中心层最小,同时等效应力和应变随着压下量增大而增大.轧制力随压下量的增加而增加.以上结果对于指导实际轧制工艺过程具有重要意义.

摘要： 易切削黄铜广泛应用于电气接插件等各领域中,有着不可替代的优势.采用连续挤压工艺生产易切削黄铜具有绿色近净低耗高效成形特征,目前正在逐渐拓展到易切削黄铜等复杂合金领域.本文基于三维有限元法,模拟分析了易切削黄铜连续挤压成形关键参数流道长度对易切削黄铜连续挤压成形的影响.模拟结果表明,合理增加横向和纵向的流道长度后,变形坯料在模具口处应力集中减小、等效应变更加均匀、温度梯度波动小和变形流动速度更加均匀一致.因此采用合理增加流道长度的方法将更有利于易切削黄铜的连续挤压稳定成形.

摘要： 利用热-力耦合数值模拟分析了轧辊常温轧件加热300°C,轧辊轧件均加热到300°C及轧辊加热300°C轧件常温三种不同加热条件时AZ31镁合金带材轧制过程温度场、应力应变、速度及接触压力变化规律.结果表明:瞬间热效应使热辊热带轧制过程带材温升约30°C,热辊冷带轧制过程轧件温升约150°C;轧制过程速度场和等效应变均呈S型变化,中性点靠近出口端,热辊冷带条件下表面和心部等效应变差值随着轧制过程进行变小,有利于均匀性变形.接触压力沿弧长在入口端附近先增加后降低,随后加工硬化占据主要作用,接触压力缓慢增加,中性点附近时,接触压力增加到最大值,然后逐渐减小,热辊热带进入稳态轧制后动态软化一直占据主动,触压力持续降低.

摘要： 本文以45°斜三通挤压成形为研究对象,采用AFDEX软件模拟了挤压变形过程,得到了等效应变、金属流线、载荷-时间曲线和模具应力等结果,分析了工艺方案的合理性,模具结构满足要求,为实际生产提供了参考.等效应变与金属流线分布合理，成形载荷在拟定压力机力能范围内，模具设计基本合理，为进一步的工艺试验提供了参考。

摘要： 基于刚塑性有限元法基本理论,借助三维通用有限元模拟软件DEFORM—3D,建立了跑道形锻件镦方成形过程三维模型,研究了成形过程锻件等效应变的分布与不同压下量时成形尺寸的变化.结果表明锻件成形过程中等效应变较小;验证了锻造初期大的镦压量制坯,锻造后期小的镦压量整形工艺的合理性.结合实际科研件的试生产,为最终产品的生产提供了工艺依据.

摘要： 针对铝导线高速拉伸过程中容易断线的问题.本文以某电缆厂配模参数为基础,利用deform3d计算机仿真模拟软件,研究了该配模条件下高速拉拔线材变形区的等效应力-应变分布,并优化了成品模结构.结果表明:线材的等效应力,等效应变,均随着拉拔道次的增加逐渐增加,等效应力从第一道次的26.8MPa上升到最终道次的130.339MPa,最终等效应变达到了6.778;成品模工作锥半角为3°时,拉丝时的等效应力-应变最小且在变形区内分布最均匀,本研究为开发低缺陷高速多道次拉丝工艺提供了依据.

摘要： 本发明公开了基于球、锥一体压头的材料等效应力‑应变关系预测方法，包括以下步骤：步骤1：采用球、锥一体压头对被测材料进行准静态压入试验，获取连续载荷‑深度曲线；其中压头下部为球形压头，上部为锥形结构；步骤2：获取球压阶段载荷‑深度曲线考虑位移误差δ的球形加载曲率Cs(δ)及球形加载指数m(δ)；步骤3：获取锥压阶段载荷‑深度曲线加载曲率Cc；步骤4：根据步骤2得到的Cs(δ)、m(δ)和步骤3得到的Cc，得到材料的本构参数，并得到等效应力‑应变关系；本发明方法简单，并且具有普适性，可用于蠕变、冲击等加载条件进行材料等效应力‑应变和相关因素的力学效应分析。

摘要： 本发明公开了基于球、锥一体压头的材料等效应力‑应变关系预测方法，包括以下步骤：步骤1：采用球、锥一体压头对被测材料进行准静态压入试验，获取连续载荷‑深度曲线；其中压头下部为球形压头，上部为锥形结构；步骤2：获取球压阶段载荷‑深度曲线考虑位移误差δ的球形加载曲率Cs(δ)及球形加载指数m(δ)；步骤3：获取锥压阶段载荷‑深度曲线加载曲率Cc；步骤4：根据步骤2得到的Cs(δ)、m(δ)和步骤3得到的Cc，得到材料的本构参数，并得到等效应力‑应变关系；本发明方法简单，并且具有普适性，可用于蠕变、冲击等加载条件进行材料等效应力‑应变和相关因素的力学效应分析。

摘要： 本发明涉及材料力学性能测试方法，旨在解决现有技术中的材料或结构等效应力‑应变关系测量在精确或可重复性上存在不足的问题，提供材料或构件等效应力‑应变关系测定方法，其提供一种集两个锥度于一体的单个锥形压头，单次压入加载曲线、简便获取材料等效应力‑应变关系的压入试验技术方案，可实现材料等效应力‑应变关系的简便获取。本发明的有益效果是快速准确、可重复性好的有益效果。

摘要： 本发明制备应变沟道CMOS的等效应变记忆方法是涉及集成电路的制作，特别是通过等效应变记忆方法引入的应变技术，分别为互补金属氧化物半导体场效应晶体管CMOS中的NFET与PFET器件提供张应变与压应变。该发明提供的记忆方法是通过表面剪切应力在衬底表面引入应变，此应变的大小会随纵向深度不同而变化，但不随表面内横向尺寸的改变而变化，并通过侧壁正应力而保留沿沟道方向的等效应变。用本方法制作出来的晶体管在特征尺寸为几微米情况下，沟道仍具有较大应变，并能提高器件与电路的频率特性。

摘要： 本发明公开了一种基于相对等效应变的随机多轴热机计数方法，该方法通过相对等效应变把多轴热机转化为单轴热机，基于单轴情况下的雨流计数原理，只计数相对等效应变从零到达最高点的半循环(反复)，然后在计算蠕变损伤时把大反复上的小反复剔除出去，使得每个时间历程对应的蠕变损伤只被计算一次，避免了反复计算一个时间历程的蠕变损伤。该方法使用方便，便于编程，能够广泛应用于变幅多轴热机计数。通过验证，采用该方法进行的变幅多轴热机械疲劳寿命估算取得较好的预测效果。

摘要： 本发明制备应变沟道CMOS的等效应变记忆方法是涉及集成电路的制作，特别是通过等效应变记忆方法引入的应变技术，分别为互补金属氧化物半导体场效应晶体管CMOS中的NFET与PFET器件提供张应变与压应变。该发明提供的记忆方法是通过表面剪切应力在衬底表面引入应变，此应变的大小会随纵向深度不同而变化，但不随表面内横向尺寸的改变而变化，并通过侧壁正应力而保留沿沟道方向的等效应变。用本方法制作出来的晶体管在特征尺寸为几微米情况下，沟道仍具有较大应变，并能提高器件与电路的频率特性。

摘要： 本发明公开了一种实时预测金属材料高温拉伸等效应变均值与方差的方法，通过汇集金属试样高温拉伸实验应力应变数据，构建其Arrhenius本构方程；再基于金属成形有限元模拟软件建立耦合Arrhenius本构方程的有限元模型，其中将高温拉伸实验采集的速度‑时间数据传递至拉伸夹头，模拟金属材料的高温拉伸实验过程；最后，通过模拟软件的后处理观察高温拉伸试样标距段的等效应变并进行定量统计，以此实现高温拉伸试样变形过程等效应变方差与均值的实时预测；本发明能对金属材料在高温拉伸下的等效应变均值与方差进行实时预测，同时，可促使金属材料高温拉伸实验结果产生多样化的信息，为工程应用提供参考依据。

摘要： 本发明公开了一种中厚板在同径异速轧制后心部等效应变的测量方法，包括：根据运动学特点将中厚板的轧制变形区进行区域划分，利用流函数法构建轧制变形区的速度场模型和应变速率场模型；基于速度场模型和应变速率场模型获得轧制变形区的广义剪切应变速率；通过对广义剪切应变速率进行时间积分，获得轧后等效应变的解析模型；基于解析模型进行测量，获得等效应变的测量结果。本发明采用流函数法和能量法来获得轧制后等效应变，避免了复杂的应力分析，能够为异步轧制工艺生产提供参考，能够保证轧机生产出高质量的产品。

摘要： 本发明提供了一种基于等效应变假说的地铁枕梁损伤数据集构建方法，包括选取地铁枕梁上的一块正方形薄板或壳类结构，将一端固定，另一端受到均布的线载荷作用，构建小平板有限元模型；对小平板有限元模型的模型单元进行编号；在模型的材料模块下设定多种不同弹性模量的材料，每个弹性模量分别对应相应的损伤程度；利用ABAQUS软件的二次开发接口，采用对应的Python脚本文件，获得每个模型单元上响应应变场与损伤信息一一对应的小平板基础数据集；将高斯白噪声加入基础数据集中，得到噪声数据；并通过引入服从高斯分布的随机数将噪声数据进行放大，得到扩充的应变场损伤数据集。该方法不仅能简化流程提高效率，且对操作人的要求较低。

摘要： 本发明公开了一种基于相对等效应变的随机多轴热机计数方法，该方法通过相对等效应变把多轴热机转化为单轴热机，基于单轴情况下的雨流计数原理，只计数相对等效应变从零到达最高点的半循环(反复)，然后在计算蠕变损伤时把大反复上的小反复剔除出去，使得每个时间历程对应的蠕变损伤只被计算一次，避免了反复计算一个时间历程的蠕变损伤。该方法使用方便，便于编程，能够广泛应用于变幅多轴热机计数。通过验证，采用该方法进行的变幅多轴热机械疲劳寿命估算取得较好的预测效果。