【摘 要】
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建立准确的本构模型是进一步开展金属粉末成形研究的基础.基于修正的Drucker-Prager Cap模型和遗传算法优化的BP神经网络,对铝合金粉末压制成形过程进行了数值模拟,实现了本构模型参数的预测.对于铝合金粉末成形研究,首先确定了修正的Drucker-Prager Cap模型参数取值范围,基于ABAQUS及子程序USDFLD的有限元分析平台实现了压制过程的数值模拟.然后,以数值模拟的压制力数据为输入,修正的Drucker-Prager Cap模型参数为输出,建立了遗传算法优化的BP神经网络模型.对模压
【机 构】
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西安建筑科技大学机电工程学院,陕西西安710055;西安建筑科技大学机电工程学院,陕西西安710055;陕西省机械研究院,陕西咸阳712000
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建立准确的本构模型是进一步开展金属粉末成形研究的基础.基于修正的Drucker-Prager Cap模型和遗传算法优化的BP神经网络,对铝合金粉末压制成形过程进行了数值模拟,实现了本构模型参数的预测.对于铝合金粉末成形研究,首先确定了修正的Drucker-Prager Cap模型参数取值范围,基于ABAQUS及子程序USDFLD的有限元分析平台实现了压制过程的数值模拟.然后,以数值模拟的压制力数据为输入,修正的Drucker-Prager Cap模型参数为输出,建立了遗传算法优化的BP神经网络模型.对模压试验的本构模型参数进行了反演预测.结果 表明,参数反演后数值模拟结果和模压试验数据之间的平均绝对百分比误差(MAPE)仅为5.10％,该BP神经网络模型能实现对本构模型参数的快速、有效和准确地预测.
其他文献
随着视觉传感器在焊缝识别领域的应用,基于线阵电荷耦合元件(CCD)的焊缝识别技术以其成本低、实时性好等优势受到广泛关注,但其准确度往往与滤波技术密切相关.为此,提出基于ICEEMDAN-ICA的焊缝信号去噪算法,首先利用线阵CCD采集焊板的焊缝灰度图像,然后通过改进完备经验模态分解(ICEEMDAN)和独立成分分析(ICA)算法得到焊缝信号的多个源信号,通过模糊熵阈值判据识别并剔除其中的噪声源信号,最后重构得到焊缝滤波信号.实验结果表明,该算法能更好去除焊接信号的高频噪声,保留其中的有效信息.
采用搅拌摩擦焊(FSW)工艺制备了粉末混合均匀、无缺陷的泡沫铝(AF)预制坯.对获取的高质量预制坯的发泡过程进行研究,探究最佳发泡温度和发泡时间,制备出孔径结构均匀、高孔隙率的铝合金泡沫夹芯板.运用FLUENT中VOF模型,对气泡在熔融铝液中的行为进行了模拟仿真,研究了泡孔在铝基体中的形成、生长、稳定和聚结过程.结果 表明,当发泡温度为700℃、发泡时间为110s时,孔隙率最高,为55.87％.由数值模拟可得,气泡在熔融铝中上浮的过程中伴随着变形,由圆形逐步变成扁平月牙状.在气泡运动过程中,气泡会与周围气
为缩短采用单一实验法研发新型Cu-Zr基非晶合金的周期和降低开发成本,采用分子动力学模拟方法研究了 Y含量对Cu-Zr基非晶合金力学性能的影响,利用形成焓法确定了 Y掺杂易于占据Zr原子位置.模拟制备了Cu64Zr64、Cu64Zr63Y、Cu64Zr59Y5和 Cu64Zr54Y9(对应地改写为原子百分比,即为 Cu50Zr50、Cu50Zr49.2Y0.8、Cu50Zr46.1Y3.9 和Cu50Zr42.1Y7.9)4种成分比的非晶合金,建立了非晶合金的原子模型.采用径向分布函数RDF(Radial
0.1 mm厚316L不锈钢薄板主要用于制作氢燃料电池的主要部件双极板.在其制作过程中,需要进行薄板搭接焊.采用单模光纤激光焊对0.1 mm厚316L不锈钢双极板进行搭接焊工艺研究,观察焊接接头正面以及截面组织形貌,并分析不同工艺参数对焊缝成形以及接头力学性能的影响.结果表明,焊缝表面质量良好,焊接接头可达到熔透连接,焊缝的熔深和熔宽与激光功率成正比,与焊接速度成反比;在熔透连接的情况下,焊缝强度满足双极板的强度要求.焊接接头显微硬度呈“M”型分布.
采用热压烧结法制备了Cu/石墨复合材料,并研究了摩擦环境对材料摩擦磨损行为的影响.结果 表明:摩擦环境显著影响了Cu/石墨复合材料的摩擦磨损性能,其摩擦系数在干摩擦时最小(0.15),海水中次之(0.29),去离子水中最大(0.46).但是,其磨损率呈现不同的变化趋势,海水中磨损率最小(7.09×10-14m3/N·m),干摩擦次之(1.09×10-13 m3/N·m),去离子水中最大(5.37×10-13-n3/N·m).与去离子水中摩擦相比,干摩擦与海水时材料磨损表面形成了润滑膜,显著减小了Cu/石墨
利用数值模拟技术对CANDU压力管用Zr-2.5Nb合金的热挤压工艺进行了研究.结果 表明,Zr-2.5Nb合金的热挤压应采用锥形模具,且模角应为90°,以获得较小的峰值挤压力.在坯料加热温度为750～820℃,受摩擦及塑性变形影响,合金坯料局部温度将超过β转变温度.在过高的加热挤压温度下,挤压管坯由长片状α晶粒的砖砌组织转变为针状α晶粒的魏氏组织.由热力学模拟结果可知,合金的β相转变温度主要取决于其中的O含量,对Nb含量不敏感.在过快的挤压速度下,合金的织构形成将主要取决于β→α转变的Burgers关系
快速冷却工艺作为一种随焊应力控制方法,可应用于铝合金材料的焊接,并已取得良好的残余应力控制效果.但是目前针对快速冷却工艺控制铝合金厚板多道次焊接残余应力的研究却鲜有报道.本研究以6005A铝合金为研究对象,采用试验和模拟的方式对快速冷却条件下的铝合金多道次MIG焊接温度和残余应力进行研究.研究表明,快速冷却工艺在焊接过程中可迅速降低焊接温度,并缩小高温区域范围.最终,焊缝区纵向残余拉应力峰值由96.8MPa降低为77.2MPa,下降幅度为20.2％.
通过力学性能测试以及OM、XRD、SEM和EBSD分析,研究了热锻对CoCrNi三主元中熵合金组织和力学性能的影响.结果 表明:热锻后合金的晶粒得到明显的细化,晶体结构为面心立方结构(FCC).晶粒内部的大量退火孪晶与扩展层错的共同作用使得合金具有良好的室温力学性能.屈服强度达到380 MPa,抗拉强度达到850 MPa,伸长率达到92％,合金表现出极高的强塑性(强塑积为76.5 GPa·％).
为研究火场中汽车外车身金属面板的受热痕迹特征,在对车身面板漆层进行热重分析的基础上,选择马弗炉对金属面板进行热辐射以模拟理想条件下的火场状况,研究辐射温度及时间对汽车外车身金属面板受热痕迹的影响.结果表明,当温度升高时,金属面板表面漆层逐渐脱落,面板出现氧化层,温度升至700℃时,表面漆层基本完全脱落;温度升至800～1000℃时,部分金属面板氧化层发生脱落,面板的两侧鼓起,整体较脆;温度升至800℃以上本体厚度及面板硬度下降较为明显;低温升至高温过程中微观形貌由铁素体逐渐转变为网状以及针状渗碳体,铁元素
采用不同的始锻温度和终锻温度进行了6A02-0.5Cr铝合金机械铰链的锻造,并进行了力学性能和耐腐蚀性能的测试分析.结果 表明:随始锻温度和终锻温度的增加,试样的抗拉强度先增大后减小,断后伸长率和质量损失率先减小后增大,耐腐蚀性能先提升后缓慢下降.和450℃始锻温度的性能相比,始锻温度480℃锻造时试样的抗拉强度增大19 MPa,质量损失率减小32.8％;和350℃终锻温度的性能相比,终锻温度380℃锻造时的试样抗拉强度增大15 MPa,质量损失率减小31.49％.