【摘 要】
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通过不同温度(760、810、860和910℃)和不同应变速率(0.01、0.1和0.5s-1)下的等温拉伸实验,研究了TA15钛合金板材的拉伸变形和软化行为.为了对TA15钛合金的高温拉伸变形行为实现精确预测,建立了基于深度神经网络(DNN)的TA15钛合金高温拉伸本构模型.结果 表明,DNN模型能够准确地预测TA15钛合金在不同拉伸变形条件下的流动应力,预测结果与实际结果的平均绝对误差为1.3％,相关系数可达0.999.并且,相比于单个隐含层的神经网络,具有多个隐含层的DNN模型具有更高的预测精度和更
【机 构】
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华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074;黛杰汉金(沧州)精密模具有限公司,河北黄骅061100;上海电机学院机械学院,上海201306;黛杰汉金(沧州)精密模具有限公司,河
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通过不同温度(760、810、860和910℃)和不同应变速率(0.01、0.1和0.5s-1)下的等温拉伸实验,研究了TA15钛合金板材的拉伸变形和软化行为.为了对TA15钛合金的高温拉伸变形行为实现精确预测,建立了基于深度神经网络(DNN)的TA15钛合金高温拉伸本构模型.结果 表明,DNN模型能够准确地预测TA15钛合金在不同拉伸变形条件下的流动应力,预测结果与实际结果的平均绝对误差为1.3％,相关系数可达0.999.并且,相比于单个隐含层的神经网络,具有多个隐含层的DNN模型具有更高的预测精度和更好的泛化能力.此外,构建了TA15钛合金热加工图,并且通过理论分析验证了此热加工图,结果表明了此热加工图的准确性和有效性.
其他文献
步进梁式自动送料机结构简单、工作稳定、响应快速,常用于多工位锻造压力机的自动送料,特别适合于中、小规格锻件大批量、高效率的锻压生产场合.通过对步进梁式自动送料机的现场使用进行研究,重点讨论了送料机与压力机的匹配要求,以及送料机与锻造工艺、成形模具之间相互协调配合的要求.特别指出“跳料”是影响步进梁送料自动化锻造最大的障碍,并介绍了遏制“跳料”的措施.并且,分析了在传统锻造压力机上加装先进的步进梁式自动送料机时可能会遇到的匹配问题,并给出了解决对策.
热成形后产生的位错会导致时效过程中基体和位错上析出相的形核与长大存在竞争,根据7075铝合金热拉伸实验得到的流变应力Arrhenius方程来描述热变形过程中析出相在位错上的析出行为和位错硬化行为.基于晶体学和析出动力学,通过热拉伸实验和TEM分析铝合金热冲压成形后析出相的体积分数、析出相单位原子体积和动力学的关联关系,利用热力学分析析出相的尺寸演化,并将材料的流变行为和屈服强度贡献相结合,建立了HFQ(R)工艺析出相的析出演化模型和屈服强度预测模型.结果 显示:强化析出相η\'的体积分数随着时效时间的
简要阐述了金属材料热锻过程中组织演变的建模与模拟方法;着重介绍了宏观有限元-介观多层级元胞自动机集成模拟方法,该方法以位错密度为线索,根据“应变/应变速率/温度-位错密度-再结晶-流动应力”之间的宏微观相互影响规律,能够追踪在非均匀/非等温变形条件下,再结晶晶粒的形貌、尺寸和体积分数;同时,介绍了晶体塑性-多层级元胞耦合模拟方法,该方法以实际晶粒的取向为初始组织输入,采用晶体塑性描述晶粒内部变形的应变梯度,并将位错密度和晶粒取向映射到多层级元胞模型中,可以定量描述织构中大晶粒的形成;最后,较为简要地介绍了
板料挤压过程中的成形力计算是合理进行模具设计和压力机选择的重要依据.为了快速、准确地获取挤压力数值,提出了一种结合有限元仿真和卷积神经网络的板料挤压力预测模型.利用所建立的板料挤压有限元模型,结合知识模板技术,批量获取了不同工艺参数下的成形力数据集;在此基础上,针对凸凹模几何形状难以用参数统一表征的问题,以凸凹模的轮廓图像为直接输入量,基于凸、凹模基础形状类,采用混合卷积神经网络结构,构建了适用于不同工艺参数的挤压力预测模型.经过验证和评估,所建模型对于规则形状和组合形状板料挤压力均有较高的预测精度,可以
通过分析难变形金属材料的变形特点,提出利用电致塑性效应来实现其精确塑性成形;从电-热-力耦合作用下的电致塑性效应实验表征方法、宏观塑性变形行为、微观组织演变机理等方面总结了难变形金属电致塑性效应的研究现状.分析了采用电流辅助拉伸/恒温拉伸实验、有/无强制性冷却电流辅助拉伸实验来解耦电致塑性效应的实验表征方法及其不足;探讨了电-热-力耦合作用下电流参数、电流施加方式等变形条件对难变形金属宏观塑性变形行为的影响规律;综述了在电流诱导下加快位错滑移、促进动态再结晶及形成局部焦耳热效应的微观组织演变的物理机制.在
为了提高拉深成形数值模拟中破裂缺陷的预测精度,针对拉深成形工艺中拉深筋对金属板材成形性的影响展开了研究.设计加工了3种不同高度的凸筋镶块和3种不同肩圆角半径的凹筋镶块,将凸筋镶块与凹筋镶块组合出不同截面尺寸的拉深筋,然后并将金属板材拉过拉深筋,然后分析了过筋产生的预应变以及拉深筋的截面几何参数对板材成形极限的影响规律.结果 表明,板材流过拉深筋后,板材的成形极限提高,成形极限曲线在应变空间中向上偏移.在任意一组拉深筋镶块的作用下,成形极限曲线的偏移量与过筋产生的预应变近似呈线性关系;在不同尺寸的拉深筋镶块
提出了固液复合成形制造平直界面铝镁双金属构件的方法,即采用室温固态镁合金和铝合金熔体作为初始坯料,通过整体模锻使铝合金熔体充型并包覆镁合金坯料.研究了成形压力为250、300、350和400 MPa,铝合金熔体温度为660、710、760和810℃时构件的成形质量和界面平直度.结果 表明:增大压力和升高铝合金熔体温度可提高铝合金熔体的流动性,进而提高成形质量和界面平直度;但压力过大或温度过高时,镁合金易发生塑性变形,造成界面弯曲.当成形压力为350 MPa、铝合金熔体温度为710℃时,获得了平直而稳定的机
薄壁管材在增厚变形时容易向外鼓凸并导致折叠缺陷,因此,起皱失稳是主要的成形缺陷.提出了侧壁内、外增厚成形工艺,分别对管材的内(外)表面进行模具限制,使管材侧壁向外(内)增厚成形.通过有限元数值模拟与实验相结合的方法,对两者的成形稳定性进行对比分析,探究侧壁增厚时产生失稳现象的原因,并研究在两种增厚成形方法下,管材的侧壁增厚规律及成形极限.结果 表明:与外增厚及传统镦粗成形工艺相比,侧壁内增厚时成形稳定性明显提高.通过对增厚过程进行追踪,可以发现,侧壁的失稳现象与侧壁的增厚方向以及轴向应力分布有关.通过有限
采用超声振动辅助技术,利用万能材料试验机分别对45钢、6063铝合金和T2铜3种板材进行铆接实验.在不同条件下,对铆接过程中的压铆力、剪切强度、相对干涉量以及6063铝合金铆钉的材料流动进行分析,研究了超声振动对铆接工艺中铆钉的力学性能、变形行为以及铆接质量的影响.结果 表明:施加超声振动时,随振幅增大,压铆载荷逐渐降低,不同板材的压铆力的降幅基本相等;剪切强度得到了提升,最大增幅为10.47％.在超声振动的表面效应和软化作用下,接触面之间的摩擦作用得到改善,难变形区面积减小了51.08％,钉杆的变形尺寸
与FCC和BCC金属相比,HCP结构的镁合金卸载后具有大的非弹性回复应变.这种非弹性回复行为是制约镁合金板材回弹预测精度的重要因素.研究表明,弦模量法和Yoshida2020模型均无法准确表征AZ31变形镁合金板材卸载后的非弹性回复应变.为精准表征镁合金的非弹性回复,引入应力因子,结合指数函数形式提出了一种与应力相关的变弹性模量模型,即SDE (Stress Dependent Exponential)模型.与实验结果相比,该模型可以精准计算变形镁合金卸载的力学响应.卸载后的非弹性回复使得残余应变小于线弹