一、复合轧辊残余应力的测试研究(论文文献综述)
王欣桐[1](2021)在《基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制研究》文中认为不同形状、不同尺寸的大型三维曲面制品在轮船、舰艇、飞机、航天器、车辆、大型容器以及建筑装潢等军工和民品领域的应用比比皆是,三维曲面产品的小批量和多样化需求的特点使得传统的模具制造面临着设备成本高、加工周期长等致命问题,并且由于每种产品都需要开发相应的模具进行生产,使得模具成形并不适合生产不同类型的大型三维曲面件。因此,迫切需要开发新的柔性成形方法来适应先进制造业的发展需求。基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制是一种新型的三维曲面板类零件成形方法,它采用了非均匀轧制变形原理,并以轧辊均为刚性辊,轧辊截面直径是变化的以及轧辊的母线为弧线作为新设计内容来加工三维曲面件。平板在相向旋转的两个轧辊的摩擦力作用下沿轧制方向进给产生连续变形,横向受到轧辊的弯曲作用,纵向因不均匀变形产生的附加应力作用而产生弯曲,整体都通过轧辊之间的辊缝后被加工成两个方向均有弯曲的双曲率曲面件。由于此方法属于线成形方法,因此加工曲面的形状主要受到接触区的形状尺寸影响,通过调整辊缝与异步效果来进行控制。本文在分析曲面金属板类件产品对三维曲面柔性成形方法需求的基础上,提出了新颖的基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制方法,采用数值模拟方法和自主研制的三维曲面轧制装置对此方法加工三维曲面件的可行性和实用性进行了验证,分析了不同工艺条件下成形件的变形规律,研究了成形曲面精度。本文的主要研究内容与结论如下:1.基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制原理探讨。根据目标曲面的横向曲率半径加工轧辊轴向半径,成形时通过控制上辊的位移调整不均匀分布的辊缝,使板料沿横向产生不均匀厚度减薄,这种非均匀压缩作用使板料内不同位置处的金属纤维产生沿纵向的不均匀伸长效果,由此而产生的附加应力使平板变形为三维曲面件。基于对所能加工的等曲率球形件、凸曲面件和鞍形件的数学表达式的分析,研究了曲面轧制过程,并根据变形前后体积不变的塑性变形原理,忽略成形后的弹性变形描述了纵向应变、纵向弧长和辊缝之间的对应关系,证明了纵向应变场是实现板形的控制的过程变量。2.基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制有限元建模方法。基于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,并根据基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制过程特点,建立成形过程的有限元模型并根据关键工艺参数确定具体建模参数。通过网格细化过程,综合考虑计算时间和成形结果的精度选择0.6mm作为板料和轧辊的网格尺寸,得到的成形件厚向应变分布和非均匀变形曲面轧制原理相符;设计轧辊的尺寸和工艺参数,得到两种典型的三维曲面(球形面和鞍形面)和不同形状的成形件,通过成形试验验证了有限元模型的可靠性,以及采用刚性弧形辊曲面轧制加工曲面件的可行性。3.基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制过程的力学分析。从力学的角度描述基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制的变形特征,属于压缩-伸长复合型变形类型。对两种典型三维曲面件进行数值模拟,分析其内部应力、应变场,厚向应变沿成形件纵向呈条状、连续性分布,并且应变值从中间至两侧逐渐减小,这证明了成形过程的稳定性。通过分析成形件纵向应力场得知,附加应力是由板件内部金属的不均匀变形作用引起的,同时,它又限制金属产生不均匀变形时自由变化,证明了球形件纵向不均匀附加应力是成形件产生纵向变形的原因。4.基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制变形分析。探讨了单个工艺参数和关联工艺参数对成形件纵向变形的影响,发现板料初始尺寸和加工参数不仅对成形件变形有影响,而且这种影响还是互相关联的,比如轧辊轴向半径差和板宽对成形件纵向变形的影响就是相反的,因此它们之间存在互相匹配的问题。通过数值计算得到增加板宽后等曲率球形件的成形工艺参数,并通过过程参数与球形件曲率之间的计算公式反推出最大压下量,与数值模拟给定的最大压下量吻合。5.基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制鞍形件的工艺研究。分析了鞍形件在不同成形阶段、不同表面以及不同区域的应力应变分布特点,得到鞍形件刚性辊弧形曲面轧制中塑性应变分布的特点。探讨了异步轧制方法对提高成形曲面精度的效果,表明合理布置异步轧制能提高成形件沿纵向变形的均匀性;模拟了某一工艺条件下首尾相接鞍形件的成形过程,厚向应变分布连续均匀变化的模拟结果表明成形过程是稳定的。6.基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制试验研究。采用自主研发的成形实验装置进行试验研究。研究了主要工艺参数对成形方法柔性化程度的影响,结果表明成形件纵向曲率半径对最大压下量的变化十分敏感,通过合理选择轧辊轴向半径差可以有效减小成形力,增加轧辊轴向半径差后在目标曲面曲率相同时所需压下量更小,证明了此成形方法具备柔性化特点,并且过程是可控的、易控的。在不更换轧辊的条件下进行试验,得到不同形状的曲面件,表明在实用曲率的加工中,仅通过调整减薄量来获得不同曲率的三维曲面件是可行的。此外,验证了轧辊组合不一样时既可以获得球形曲面,也可以获得马鞍形面;而且决定成形件曲面类型的关键因素是压下量在成形件中心和两侧位置处的差值。
杨涛[2](2021)在《颗粒增强铝基复合板轧制成形及脉冲电流响应机理研究》文中指出颗粒增强铝基复合材料具有高的比强度、比刚度、良好的耐磨性以及尺寸稳定性,兼具了陶瓷和金属的双重优势,在航空航天、核电军工、电子电工和汽车制造等领域有着广泛的应用前景。但是,随着复合材料中增强体颗粒含量的增加,颗粒/基体界面缺陷增多,协调塑性变形能力降低,使得复合材料难以制备成大尺寸板材,限制了其广泛应用。本文采用粉末冶金方法制备了30 wt.%的碳化硼颗粒(B4CP)增强铝基复合材料(B4CP/6061Al),通过ABAQUS有限元模拟软件对制备的B4CP/6061Al复合材料轧制过程进行数值模拟分析,研究复合材料在轧制过程中的应力应变、温度的分布规律,优化复合材料的轧制工艺,建立复合材料的轧制窗口,指导轧制实验。在数值模拟基础上,对铝基复合材料在不同的工艺参数下进行轧制,研究不同的工艺参数下,复合材料板材的成形、内部颗粒分布以及颗粒/基体界面的组织演化过程,研究分析复合材料板材的力学性能并对其强化机理进行讨论,对断口进行观察,探究其断裂机制。对轧制后的板材进行高能脉冲电流处理,探究脉冲电流对复合板材内部微观组织形貌的影响,研究分析脉冲电流对板材内部界面微裂纹、微孔隙的愈合作用的内在作用机制,分析脉冲电流对界面结合性能的影响,对脉冲电流处理后的力学性能进行测试分析。本论文的主要研究结果如下:(1)在B4CP/6061Al复合材料的热轧数值模拟过程中,板材表面受到的应力比板材中心大,且会由拉应力向压应力转变,所以表面会产生更多的塑性流动,流变应力随应变速率的升高而增大,随温度的升高而减小。(2)对B4CP/6061Al复合材料进行热轧,材料内部的孔隙明显减少,B4C颗粒分布均匀,Al基体以小角度晶界为主,平均晶粒尺寸得到细化,约3.86μm。这是由于热轧过程中软的Al基体会受压力作用产生明显的塑性流动,闭合孔隙的同时也会促进B4C颗粒的均匀分散,从而改善材料内部孔隙问题以及团聚问题。(3)B4CP/6061Al复合材料板材的拉伸强度随轧制下压量的增加而增大。轧制后B4C颗粒均匀分布在连续的Al基体中,界面结合良好,且能够观察到明显的高位错密度。对轧制后的B4CP/6061Al复合材料板材进行脉冲电流处理,复合材料板材的抗拉强度和延伸率均有提高,明显地改善了轧制变形后复合材料的塑性损失。(4)轧制后复合材料经脉冲电流处理后,B4C颗粒周围发生了明显的再结晶,电流焦耳热效应使得铝基体发生了晶粒粗化,平均晶粒尺寸由3.86μm长大至3.96μm,但材料内部仍然以小角度晶界为主。电子风力作用有效地促进位错的移动,材料的内部发生再结晶现象,比例达到16.4%。
季策[3](2021)在《金属包覆材料多辊固-液铸轧复合技术理论与实验研究》文中提出金属包覆材料属于典型层状金属复合材料,是航空航天、电力电子等领域关键材料,其高效成形与性能控制技术一直是行业难点和国际研究热点。本文在双金属复合管双辊固-液铸轧复合工艺研究基础上,针对成形过程中产生的产品性能周向不均等突出问题,提出了金属包覆材料多辊固-液铸轧复合工艺,以铜包钢复合棒为典型对象,重点解决周向传热传质均匀性、过程仿真及工艺窗口预测、铸轧区相互作用力学行为、复合成形机理及形性调控等关键问题。为分析周向传热传质均匀性,建立了材料基础热物性参数及热塑性流变本构模型,构建了耦合多因素的完整热阻网络,分析了不同铸轧辊布置模式时铸轧辊名义半径、孔型半径和熔池高度对传热传质均匀性的影响。建立了热-流耦合仿真模型,获得了优化的工艺布置方案及设备雏形,并提出了孔型设计准则。为实现过程仿真及工艺窗口预测,自主设计了多辊固-液铸轧复合装备,基于有限差分法和数值仿真进行参数优化并完成了设备安装调试。在此基础上,基于热-流耦合仿真模型研究了熔池高度、名义铸轧速度、覆层金属浇注温度、基体金属预热温度、基体金属半径等工艺参数对凝固点高度和铸轧区出口平均温度的影响规律,建立了工程计算模型并获得了合理工艺窗口,为缩短工艺开发周期奠定了基础。为揭示铸轧区内相互作用力学行为,根据结构关系分析了铸轧区几何特性,建立了入口截面至出口截面的几何演变关系并分析了铸轧区内金属流动行为和力学图示,为力学分析奠定理论基础。然后,将固-固轧制复合阶段简化为纯减壁随动芯棒轧管过程,基于微分单元法和平面变形假设推导了轧制力工程计算模型并分析了各工艺参数影响规律,可为设备设计提供理论指导。为阐明复合成形机理及形性调控,自主搭建实验平台开展了实验研究,分析了典型产品缺陷类型及其形成原因,成功制备了界面冶金结合且周向性能均匀性良好的铜包钢复合棒。结合铸轧区宏微观演变、热-流-组织多场耦合模拟、热力学和动力学分析等,揭示了多辊固-液铸轧复合成形机理,阐述了界面反应机制和界面演化过程。基于实验平台和数值模拟分析了制备单质金属线棒材、金属包覆线棒材、双金属复合管、金属包覆芯绞线、异形截面复合材料和翅片强化复合材料的可行性,丰富了特种孔型铸轧复合理论并初步构建了先进功能复合材料铸轧工艺理论体系雏形。
龚哲[4](2021)在《铜/铝室温轧制复合的二次轧制变形行为分析与实验研究》文中认为铜、铝金属易氧化,而表面的氧化会阻碍层间冷轧复合,需要较大的轧制压下率才能得到良好结合效果的复合材料。有文献报道,二次轧制可以得到综合性能较好的复合板,同时减小对轧制力的要求。因此,对二次轧制制备铜/铝复合材料的研究具有重要的理论意义和应用前景。本文以二次轧制法制备铜/铝复合材料为研究对象,探讨不同轧制工艺、退火热处理工序对铜/铝金属轧制复合的影响,对比一次轧制与二次轧制铜/铝复合板粘合结果,归纳了轧制过程中复合板变形规律、铜层和铝层的厚度变化规律,分析了不同二次轧制工艺对界面形貌、界面结合质量的影响,并采用有限元软件模拟验证了实验结果的准确性。主要研究内容如下:(1)针对二次轧制复合有限元模型层间参数难以确定的问题,以经验公式初步确定层间参数,再用调试法建立层间内聚力单元模型,随后展开剥离模拟,通过模拟结果与实际剥离结果的对比,确定了首道次50%、60%压下率的层间力学参数。(2)通过对轧制的样品的宏观对比、界面显微观察和剥离实验,分析了不同轧制道次的铜/铝复合板临界粘合压下率及其接触界面粘接机理;同时对影响二道次轧制界面粘合的主要因素进行研究,并建立有限元模型确定了临界粘合的判别条件。(3)针对轧制过程中铜、铝的变形行为差异,通过实验样品分析和有限元模拟,分析了不同二次轧制工艺铜/铝复合板的变形规律;并通过界面观察和剥离测试研究了二次轧制后铜/铝复合板的结合性能变化规律。
刘鹏涛[5](2020)在《耐磨钢BTW1/Q345R复合板轧制工艺及组织性能研究》文中研究表明磨损失效是机械零件使用过程中最为常见的失效形式之一,在钢铁冶金、煤炭、矿山等领域的重型装备中尤为常见。矿业破碎机颚板和研磨机衬板会在冲击和磨损的共同作用下失效而产生事故,因此提高耐磨合金材料的抗磨损能力和利用率是一个亟待解决的重大课题。采用层状金属复合板制备煤机装备关键耐磨件,在充分发挥各组元材料性能特长的同时,兼具“三高”(高强、高韧、高性价比)和“三耐”(耐高温、耐腐蚀、耐冲击)等优良特性,其中耐磨损性能是判定耐磨件是否合格的关键指标之一。因此,开发高效抗磨损复合材料对于降低煤矿机械的磨损失效率,降低成本,提高煤机装备的可靠性以及国际竞争力具有重要意义。针对煤机用层状耐磨复合材料难以兼具耐磨性和机械性能的难题,本文通过轧制工艺将耐磨性能优异的新型耐磨钢BTW1和机械性能较好成本较低的普通碳素结构钢Q345R进行复合,以获得低成本、高耐磨性能的煤基装备用耐磨层状金属复合板。在此研究基础上,提出一种基于波纹型轧辊的新型轧制复合工艺,该技术协调异质金属变形从而改善翘曲现象的同时,可以增大异种金属结合面积,增强界面结合强度,实现冶金结合,获得性能更加优异的耐磨钢复合板。具体研究内容如下:(1)利用热模拟试验机Gleeble3800研究了耐磨钢BTW1的热压缩变形行为,讨论了不同变形条件下材料热变形激活能等特征与变形机制之间的关系;根据耐磨钢BTW1的热变形特性,进行BTW1/Q345R复合热压缩试验,建立了复合热压缩本构关系模型及热加工图,获得了BTW1/Q345R复合板压缩变形时“复合工艺参数-加工窗口-组织演变”之间的关系模型,得到了“复合工艺参数-组织-性能”之间的科学匹配关系,探究了压缩热变形影响机制,为后续实际复合轧制提供理论指导。(2)以BTW1/Q345R复合热变形行为的研究结果为基础,采用平辊轧制复合工艺,制备耐磨钢BTW1/Q345R复合板,并分析对比轧后复合板的组织差异、力学性能。当轧制复合累计变形量为80%时,BTW1/Q345R复合板结合界面处氧化物薄膜破碎完全,界面平整且元素均匀弥散分布,形成了约10μm厚的冶金结合层,实现了BTW/Q345R复合板界面强韧化。经过系列力学性能测试表明,该工艺条件下复合板抗拉强度和屈服强度分别达到605MPa和512MPa,断后伸长率为21.05%,结合强度为232MPa。双金属材料协调变形程度较好,为促进耐磨钢BTW1/Q345R复合板的推广应用提供理论基础。(3)轧制所得耐磨钢BTW1/Q345R复合板投入使用前进行退火处理,探索不同退火工艺对复合板耐磨性能的影响机理。退火处理后的复合板经过大载荷、长时间摩擦磨损实验后,对比分析摩擦磨损结果。结果表明,随着退火温度的升高,复合板的组织得到细化;退火温度为860℃时,复层BTW1小角度晶界数量较多且主要分布在划痕附近,其最大划痕宽度为1.419 mm,最大磨损量为42.44×106μm3,耐磨性能相对最好。(4)针对平轧复合板过程中仍存在的板形差-翘曲、结合强度低、沿界面开裂等问题,本研究在平辊轧制复合研究的基础上,提出波纹辊轧制复合的新工艺。通过波纹型轧辊对轧件施加阶跃性周期变化的载荷,揭示不同波纹周期等参数对BTW1/Q345R层状复合板界面微观结构及力学性能的影响规律。当轧制温度为1200℃,压下率为60%,使用周期为72个/圆周、波深为1.5mm特性的波纹辊轧制所得到的复合板,翘曲度减小50%,屈服强度提高4.7%,抗拉强度提高15.2%,断后伸长率提高20.7%,界面剪切强度提高18%。这主要是因为波纹辊施加的周期性局部大应力可以促进金属达到应力峰值和屈服极限并向两端逐渐扩散,增大复合双金属结合面积,有利于材料实现冶金结合,更大程度提复合板材的综合性能。
牛辉[6](2020)在《基于表面处理的Cu/Al复合板冷轧动态结合行为及结合性能研究》文中研究说明纯铜凭借其优良的导热、导电和耐腐蚀性能,广泛应用于多个领域,但资源缺少使得其使用成本较高。Cu/Al复合材料作为其代替材料得到学者的广泛关注。本文针对Cu/Al复合板冷轧复合工艺中的表面处理工序开展研究工作,采用ABAQUS软件分析了板间摩擦系数和预加残余应力对Cu/Al复合板轧制过程的影响规律;采用钢丝刷打磨、抛丸处理以及综合表面处理(钢丝刷打磨+抛丸处理)三种工艺对板坯进行表面处理,系统地研究了机械表面处理工艺对原始板坯表面状态、轧制结合效率、复合板界面组织、结合性能的影响规律;通过轧卡实验分析了基于不同表面处理的Cu/Al复合板动态结合过程及结合机理,对轧前表面处理工艺进行了优化和深入分析。有限元模拟结果显示,提高界面摩擦系数可以促进铜和铝的同步变形能力,但增加摩擦系数,压下率相同的条件下所需轧制力也越大,且板形翘曲程度增加。预加残余应力模拟结果表明,通过对铜板预加压应力、铝板预加拉应力,可以改善板形,提高铜和铝的变形协调能力。实验结果表明,不同的机械表面处理对板坯表面形态、粗糙度和残余应力均具有显着影响。经过机械打磨处理后,板坯表面形成鳞片状划痕和加工硬化层,并且表面应力条件和粗糙度发生明显变化。抛丸处理后表面凹凸不平,具有较高的表面粗糙度和表面残余应力。综合表面处理兼具打磨处理和抛丸处理各自的形貌特征。机械打磨处理后Cu、Al双金属表现出最优的冷轧结合效率,临界结合压下率为35%,远低于抛丸处理(45%)。此外,该工艺制备的复合板还表现出最优的界面结合性能,拉伸-剪切强度达到78MPa,比抛丸处理工艺制得的复合板提高26%(61.86MPa)。综合表面处理方式结合两种表面处理方法,压下率相同时制得的Cu/Al复合板结合强度介于两者之间,剥离界面形貌也同时具有两种表面处理方式各自的形貌特征。通过轧卡实验研究了不同表面处理方式对Cu/Al复合板的动态冷轧结合过程的影响规律并分析其结合机理。轧制过程中,金属表面硬脆层发生破裂,较软的铝被挤入铜侧裂缝中并与新鲜铜金属接触,在轧制力的作用下,形成稳定结合。冷轧Cu/Al复合板的高强度复合是表面形貌、表面粗糙度和表面残余应力综合作用的结果。板坯表面沿轧向的鳞片状划痕和较小的压缩残余应力有利于表层金属的破裂,适当的粗糙度对轧制过程中接触长度和接触压力产生积极影响而提高复合板结合强度。通过对比分析,钢丝刷机械打磨工艺对Cu/Al复合板的冷轧结合的作用优于其他两种表面处理方式,制得的复合板结合强度高于抛丸处理和综合表面处理,采用直径为0.3mm的钢丝刷沿轧制方向打磨20s后,Cu/Al复合板显示出最高的拉伸-剪切强度(78MPa),约为未处理样品的四倍。
马啸昌[7](2020)在《波纹辊轧制Cu/Al复合板抗弯性能研究》文中研究表明Cu/Al复合板兼具金属铜良好的导电、导热性和金属铝的耐腐蚀、价格低廉等优势,在电力电子、通讯、建筑及光伏新能源等领域得到了广泛的应用。传统方法制备的Cu/Al复合板板形差、残余应力大,并且不能满足一些领域对其高抗弯性能的要求。因此,研究新型轧制方法和工艺、制备出抗弯性能突出的Cu/Al复合板具有重要意义。本文采用波纹辊轧制方法制备Cu/Al复合板,通过理论分析、数值计算、轧制实验和性能测试等手段的结合,着重对抗弯性能进行了深入研究,具体进展包括:(1)从材料力学角度,分析截面形状对复合板抗弯性能的影响,研究了形心、静矩、惯性矩和抗弯刚度等参量;计算复合板弹性模量、平轧和波纹轧复合板的抗弯刚度;阐述了波纹辊波纹曲线振幅和角频率对复合板抗弯刚度的影响,以抗弯刚度为评价指标确定波纹辊结构参数的取值范围。(2)选取辊形参数并建立波纹辊轧制Cu/Al复合板二维模型,利用ABAQUS有限元分析软件进行波纹轧和平轧轧制过程的数值模拟,对轧后Cu/Al复合板的翘曲程度进行量化计算,分析波纹辊轧制工艺压下率、轧辊辊形曲线振幅和轧辊辊形曲线波长对轧后板形翘曲的影响,基于模拟结果总结出保证板形质量的波纹辊参数选取原则。(3)依据理论计算和数值模拟结果,研制出波纹辊并对轧后Cu/Al复合板板形进行观察,证明有限元数值模拟结果准确;经过对轧后Cu/Al复合板的抗弯性能、剥离强度的测试以及对剥离面的电镜观察,发现轧辊波纹曲线波长对轧后Cu/Al复合板抗弯性能的影响要弱于轧辊波纹曲线振幅的影响,振幅的增大会使得抗弯性能明显提高。本论文的研究成果表明,波纹辊轧制工艺可制备出抗弯性能良好、板形平直和结合强度较高的Cu/Al复合板。
贺东升[8](2020)在《铝镁铝复合板热轧工艺及其性能研究》文中研究指明镁合金是现阶段最具发展潜力的轻质合金之一,具有强度高、密度小以及工艺性能好等优势,广泛应用于航空、交通、汽车、电子等各种领域。但是,镁合金抗腐蚀性能差的缺点严重制约着其优势的发展和应用。应用仅次于钢铁的铝合金具有优良的耐腐蚀性、延展性和韧性。因此采用镁合金包覆铝合金的方式,将6061铝合金板材分别包覆在AZ31B镁合金板材两侧,制备得到的铝/镁/铝对称复合板材可以有效弥补镁合金易腐蚀的缺点,从而提高镁合金层的力学性能。由此可见,铝镁复合板是一种具有广阔应用前景的材料。本文通过理论计算和有限元模拟作为理论指导,采用热轧方法制备了铝/镁/铝三层复合板,并研究了轧制和退火工艺参数对复合板综合力学性能、界面显微结构、界面结合强度及其镁合金微观组织的影响规律。首先,在经典复合板理论的基础上,以镁合金AZ31B作为基层材料,以铝合金6061作为复层材料,推导出了6061/AZ31B/6061复合板的刚度和强度计算公式。分析计算了6061/AZ31B/6061复合板在不同铝合金包覆率下的性能指标,包括:拉伸刚度、弯曲刚度、拉伸强度、弯曲强度和安全系数等指标,确定了复合板具有最佳机械性能时铝合金层的包覆率,为有限元模拟与轧制实验选取的板厚比提供了理论依据。其次,在最佳铝合金包覆率的基础上,使用Deform-3D有限元软件对6061/AZ31B/6061三层复合板的热轧过程进行模拟分析。得到热轧过程中的温度场、应力场以及应变场,并分析不同轧制工艺对复合板结合性能的影响,通过对复合板等效应变和垂直压应力的分析,得到最佳压下率范围,为轧制实验提供理论指导。然后,采用理论计算的最佳铝合金包覆率进行组坯,在模拟计算得到的最佳轧制压下率范围内,在冶金设备设计理论与技术山西省重点实验室的二辊实验轧机上进行了6061/AZ31B/6061三层复合板热轧实验。轧制制备了不同轧制温度、不同压下率和不同退火时间条件下的复合板。最后,对制备的6061/AZ31B/6061三层复合板进行了力学性能测试、微观形貌和微观组织观察以及残余应力测试。分析得到了不同轧制和退火工艺参数对复合板的力学性能、结合界面扩散层厚度,镁合金微观组织、残余应力的影响规律,为6061/AZ31B/6061三层复合板的实际生产给出指导性建议。
韩民峰[9](2020)在《316L/Ni/EH40不锈钢复合板对称热轧成形与热处理工艺研究》文中提出界面质量是决定层状金属复合材料性能的关键。针对316L/EH40不锈钢复合板在热轧成形过程中,因元素扩散导致界面质量下降的问题,采用组坯过程中添加适当厚度夹层的方法,通过有效阻隔两层金属间的元素扩散,从而提高结合界面的品质。本文选定高纯镍作为夹层材料,以316L/Ni/EH40不锈钢复合板为研究对象,着重探究真空热轧成形工艺及轧后热处理工艺对复合板成形质量的影响。基于Gleeble-3800热模拟试验机在材料成形工艺研究领域所具有的独特优势,采用圆柱小试样开展多层复合试样的热压缩模拟轧制试验。通过316L/EH40复合试样的热压缩试验探究界面位置的元素扩散规律;通过316L/Ni/EH40复合试样的热压缩试验,研究不同厚度镍夹层对复合试样界面结合性能的影响规律。针对不同模拟任务的特点,利用MSC.Marc有限元软件建立不同的316L/Ni/EH40不锈钢复合板热轧成形三维热-力耦合模型,在合理选择界面结合判据的基础上,模拟分析压下率和道次分配对316L/Ni/EH40不锈钢复合板界面结合的影响,同时对五道次热轧过程中的轧制力分布及板材残余应力分布进行有限元预报。在有限元模拟的基础上,制定轧制工艺规程,采用二辊轧机开展316L/Ni/EH40不锈钢复合板五道次热轧试验。热轧试验结束后,在所得不锈钢复合板上取样,研究累积压下率对复合板界面微观组织、孔洞分布、显微硬度以及结合强度的影响规律。通过拉伸性能测试和界面元素能谱测试,评估五道次终轧板材的性能。针对316L/Ni/EH40不锈钢复合板的组织特点,提出在保证界面不发生严重元素扩散的前提下,着重于改变基层组织结构、细化组织晶粒、去除界面残余应力的热处理目标。根据此目标及组元材料特性,制定三种热处理工艺。将五道次终轧板材用于开展热处理试验研究,并对不同工艺下复合板的微观组织进行详细研究。通过上述研究工作,有效解决了316L/EH40不锈钢复合板因界面有害元素扩散导致的界面质量下降问题,并针对316L/Ni/EH40复合板开展了成形工艺和热处理工艺的有益探索,将为设计异种金属复合板的制备工艺提供借鉴。
孙春芽[10](2020)在《残余应力板带的振动时效处理》文中研究说明目前,因环境问题,节能减排的“绿色工业”是新时代发展的需要。振动时效技术逐渐被重视起来,具有能耗低、效率高、时间短等优点。体型较大的焊接件早已开始用振动时效技术消减构件里面的残余应力,但是在板带材生产中用振动时效技术还比较少,特别是冷轧带钢。本课题以含有不同残余应力的冷轧带钢为研究对象,利用有限元软件建模和试验,共同探究振动时效技术对冷轧带钢的不同残余应力进行消减和均化效果,进而减少板形发生缺陷的概率。(1)分析了金属材料残余应力产生的原因以及影响,根据冷轧带钢生产的工艺特点,探究了冷轧带钢里面的残余应力对带钢质量的影响。根据金属材料在反复外力的情况下的应变与应力特性理论,从材料力学上解释了振动时效原理,又根据受往复应力时晶体发生位错现象,从微观上探究了振动如何改变材料残余应力。(2)采用有限元软件建立轧制模型,轧制出未发生板形缺陷但分别含有边浪型残余应力、中浪型残余应力以及复合浪型残余应力的三种冷轧带钢模型,为模拟振动时效提供板料模型。(3)在有限元软件里,分别对含有不同型残余应力的三种带钢,施加不同的振动时效参数进行振动时效处理,比较振动前后残余应力的变化,探讨了激振力施加的位置、激振力幅值的大小、激振力频率、加载时间、水平振动等工艺参数选择方法。(4)根据有限元建立的数值模拟参数,在振动平台上对冷轧板带做振动时效,用扫描法和锤击法测得冷轧带钢振动时效处理前后的固有频率,通过固有频率是否减小和贴在带钢表面的应变片是否发生变化,判定冷轧带钢残余应力消减效果。
二、复合轧辊残余应力的测试研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、复合轧辊残余应力的测试研究(论文提纲范文)
(1)基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制研究(论文提纲范文)
指导教师对博士论文的评阅意见 |
指导小组对博士论文的评阅意见 |
答辩决议书 |
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 研究背景 |
1.3 三维曲面柔性成形技术的研究现状 |
1.3.1 多点成形 |
1.3.2 柔性拉伸成形 |
1.3.3 单点渐进成形 |
1.4 采用辊状工具的三维曲面柔性成形技术研究现状 |
1.4.1 柔性辊压成形 |
1.4.2 柔性卷板成形 |
1.4.3 柔性轧制 |
1.5 采用辊状工具的三维曲面柔性成形技术数值模拟的现状 |
1.6 选题意义及主要研究内容 |
1.6.1 选题意义 |
1.6.2 主要研究内容 |
1.7 小结 |
第二章 基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制基础研究 |
2.1 引言 |
2.2 基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制方法的提出 |
2.3 基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制方法 |
2.3.1 基本概念 |
2.3.2 成形原理 |
2.3.3 过程分析 |
2.4 曲面轧制特征的几何描述 |
2.5 过程控制方法 |
2.6 轧辊关键参数选取方案与成形特点 |
2.6.1 轧辊中截面直径的确定 |
2.6.2 装置结构设计与成形特点 |
2.7 小结 |
第三章 基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制过程有限元建模 |
3.1 引言 |
3.2 有限元建模所涉及的关键工艺参数 |
3.3 有限元软件的控制方程 |
3.4 有限元软件设置 |
3.4.1 沙漏控制 |
3.4.2 网格细化 |
3.4.3 材料模型与接触摩擦条件 |
3.5 加载条件和边界条件的施加 |
3.5.1 位移载荷 |
3.5.2 旋转载荷 |
3.5.3 对称约束 |
3.6 工艺参数设计 |
3.6.1 不均匀辊缝的影响变量及设计 |
3.6.2 数值模拟结果 |
3.6.3 试验验证 |
3.7 小结 |
第四章 基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制过程力学分析 |
4.1 引言 |
4.2 变形特征的力学描述 |
4.3 主要工艺参数对成形件应力应变场的影响 |
4.3.1 最大减薄量 |
4.3.2 轧辊轴向半径 |
4.3.3 纵向弯曲的力学特点 |
4.4 板料初始尺寸与结果变量之间的对应关系 |
4.4.1 板料初始厚度不同 |
4.4.2 等长宽比且初始宽度不同 |
4.5 成形力及其影响因素分析 |
4.6 小结 |
第五章 基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制变形分析与工艺研究 |
5.1 引言 |
5.2 关联工艺参数对成形件的纵向变形的影响 |
5.2.1 最大压下率和板厚 |
5.2.2 轧辊轴向半径和板宽 |
5.3 成形误差的产生及其影响因素 |
5.3.1 压下量对成形误差的影响 |
5.3.2 板厚对成形误差的影响 |
5.4 变形分析与工艺参数设计 |
5.5 鞍形件成形工艺研究 |
5.5.1 成形过程的应力应变分析 |
5.5.2 板形控制 |
5.6 小结 |
第六章 基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制试验研究 |
6.1 引言 |
6.2 曲面精度研究 |
6.2.1 影响因素分析 |
6.2.2 成形件均匀性分析 |
6.2.3 轧辊轴向半径差不同时成形件的曲面精度 |
6.3 柔性成形特点的验证 |
6.3.1 最大减薄量对成形件纵向变形的影响 |
6.3.2 轧辊轴向半径对成形件纵向变形的影响 |
6.4 不同尺寸和型面的试验结果 |
6.4.1 决定成形件型面类型的直接因素 |
6.4.2 不同尺寸的试件 |
6.5 小结 |
第七章 结论与展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文及主要成果 |
致谢 |
(2)颗粒增强铝基复合板轧制成形及脉冲电流响应机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 颗粒增强铝基复合板的制备方法 |
1.2.1 累积叠轧法 |
1.2.2 爆炸复合法 |
1.2.3 粉末冶金法 |
1.3 脉冲电流在金属板材塑性成形中的作用 |
1.3.1 电致塑性的发展 |
1.3.2 脉冲电流在塑性加工中的应用 |
1.3.3 脉冲电流处理对组织和性能的影响 |
1.4 颗粒增强铝基复合板塑性流变行为 |
1.5 颗粒增强铝基复合板轧制成形机理及存在问题 |
1.6 研究目的、内容和技术路线 |
1.6.1 研究目的 |
1.6.2 研究内容 |
1.6.3 技术路线 |
第2章 试验材料、方法及设备 |
2.1 引言 |
2.2 实验选材与方案 |
2.3 实验设备与方法 |
2.3.1 脉冲电流处理设备 |
2.3.2 轧制设备 |
2.3.3 试验方法 |
2.4 试验方法与测试设备 |
2.4.1 金相组织观察 |
2.4.2 扫描分析与物相分析 |
2.4.3 力学性能分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 铝基复合板轧制成形有限元数值模拟研究 |
3.1 引言 |
3.2 轧制变形有限元模型的建立 |
3.2.1 几何模型 |
3.2.2 咬入条件 |
3.2.3 材料模型 |
3.3 铝基复合板热轧变形数值模拟结果分析 |
3.3.1 不同变形量下轧制应力场的分布及变化 |
3.3.2 不同变形量下轧制温度场的分布及变化 |
3.4 热轧后铝基复合板电流处理的数值模拟 |
3.5 本章小结 |
第4章 热轧铝基复合板微观组织及力学性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 铝基复合板坯的轧制 |
4.3 轧制变形量对铝基复合板微观组织的影响 |
4.3.1 XRD分析 |
4.3.2 微观组织分析 |
4.4 轧制态复合板材的EBSD分析 |
4.5 轧制变形量对铝基复合板力学性能的影响 |
4.5.1 硬度测试 |
4.5.2 拉伸性能测试 |
4.6 铝基复合板材内部的强化机制 |
4.7 本章小结 |
第5章 电流处理轧制态铝基复合板微观组织及力学性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 脉冲电流处理B_4C_P/6061Al复合板材 |
5.3 脉冲电流处理对轧制后B_4C_P/6061Al复合板材组织的影响 |
5.3.1 XRD分析 |
5.3.2 微观组织分析 |
5.4 脉冲电流处理对铝基复合板力学性能的影响 |
5.4.1 硬度测试 |
5.4.2 拉伸性能测试 |
5.5 电脉冲处理铝基复合材料的能量分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
一、学位论文 |
二、国家发明专利 |
致谢 |
(3)金属包覆材料多辊固-液铸轧复合技术理论与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景与意义 |
1.2 金属包覆材料研究进展 |
1.2.1 市场需求及行业应用 |
1.2.2 固-固相复合法 |
1.2.3 固-液相复合法 |
1.2.4 液-液相复合法 |
1.2.5 制备技术及性能调控现状 |
1.3 复杂截面产品铸轧技术研究进展 |
1.3.1 铸轧技术国内外发展现状 |
1.3.2 横向变截面板带铸轧工艺 |
1.3.3 纵向变截面板带铸轧工艺 |
1.3.4 圆形截面产品铸轧工艺 |
1.3.5 复杂截面产品铸轧技术发展趋势 |
1.4 课题来源及主要研究内容 |
1.4.1 课题来源背景 |
1.4.2 主要研究内容 |
第2章 多辊固-液铸轧复合工艺理论分析及方案优化 |
2.1 材料性能参数 |
2.1.1 工业紫铜T2 |
2.1.2 普碳钢Q345 |
2.1.3 辊套 42CrMo |
2.2 传热传质过程分析 |
2.2.1 热量传递基本方式 |
2.2.2 接触界面演变及传热机理 |
2.2.3 钢-铜固-液界面换热系数测试反求 |
2.2.4 多辊固-液铸轧复合工艺热阻网络 |
2.3 铸轧区几何均匀性分析 |
2.3.1 铸轧区几何特征 |
2.3.2 铸轧辊名义半径影响 |
2.3.3 铸轧辊孔型半径影响 |
2.3.4 铸轧区熔池高度影响 |
2.4 传热传质均匀性对比分析 |
2.4.1 热-流耦合仿真模型 |
2.4.2 布置模式对比 |
2.4.3 工艺布局优化 |
2.5 本章小结 |
第3章 多辊固-液铸轧复合设备设计及过程仿真 |
3.1 多辊固-液铸轧复合设备设计 |
3.1.1 铸轧机主机座 |
3.1.2 熔炼浇注系统 |
3.1.3 主传动系统 |
3.1.4 设备虚拟装配 |
3.2 多辊固-液铸轧复合设备优化 |
3.2.1 基体金属预热温度控制方法 |
3.2.2 铸轧辊冷却能力影响因素分析 |
3.2.3 开浇工艺方案优化 |
3.3 工艺参数影响规律分析 |
3.3.1 模型简化及边界条件 |
3.3.2 熔池高度影响 |
3.3.3 名义铸轧速度影响 |
3.3.4 覆层金属浇注温度影响 |
3.3.5 基体金属预热温度影响 |
3.3.6 基体金属半径影响 |
3.4 工艺窗口预测及平台搭建 |
3.4.1 工程计算模型构建 |
3.4.2 合理工艺窗口预测 |
3.4.3 实验平台安装调试 |
3.5 本章小结 |
第4章 多辊固-液铸轧复合工艺轧制力工程计算模型 |
4.1 固-液铸轧区特性分析 |
4.1.1 出口截面几何参数 |
4.1.2 熔池高度及变形区高度 |
4.1.3 入口截面几何参数 |
4.1.4 力学图示及金属流动 |
4.2 轧制力工程计算模型 |
4.2.1 基本假设 |
4.2.2 微分单元划分 |
4.2.3 单位压力公式 |
4.2.4 平均单位压力公式 |
4.3 模型验证及工艺因素影响分析 |
4.3.1 仿真模型及边界条件 |
4.3.2 布置模式影响分析 |
4.3.3 工程计算模型验证 |
4.3.4 工艺参数影响分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 多辊固-液铸轧复合工艺实验及机理分析 |
5.1 多辊固-液铸轧复合工艺实验研究 |
5.1.1 铸轧复合实验方案 |
5.1.2 侧耳产生机理分析 |
5.1.3 信息测试及热处理策略 |
5.1.4 产品周向性能均匀性分析 |
5.2 多辊固-液铸轧复合工艺机理分析 |
5.2.1 铸轧区演变及成形原理 |
5.2.2 热-流-组织多场耦合分析 |
5.2.3 固-液铸轧界面复合机理 |
5.3 典型金属包覆材料试制研究 |
5.3.1 单质金属线棒材 |
5.3.2 金属包覆线棒材 |
5.3.3 双金属复合管材 |
5.3.4 金属包覆芯绞线 |
5.3.5 异形截面复合材料 |
5.3.6 翅片强化复合材料 |
5.3.7 工艺研究现状及难点 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(4)铜/铝室温轧制复合的二次轧制变形行为分析与实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 层状金属复合材料概述 |
1.1.1 层状金属复合材料的发展 |
1.1.2 层状金属复合材料的应用 |
1.2 层状金属复合材料制备工艺 |
1.2.1 爆炸复合法 |
1.2.2 轧制复合法 |
1.2.3 固-液相铸轧法 |
1.2.4 液-液相铸造法 |
1.3 铜/铝层状复合材料的复合机理与研究现状 |
1.3.1 铜/铝层状复合材料层间复合机理 |
1.3.2 铜/铝层状复合材料的研究现状 |
1.4 有限元分析在层状金属复合材料开发中的应用 |
1.5 课题背景 |
1.5.1 课题来源 |
1.5.2 本文的研究内容 |
第2章 实验研究方法及内容 |
2.1 实验概述 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 技术路线 |
2.1.3 实验设备 |
2.1.4 实验内容 |
2.2 铜/铝复合板材室温轧制工艺确定 |
2.2.1 热处理工艺的确定 |
2.2.2 铜/铝室温二次轧制的工艺流程 |
2.3 确定二次轧制有限元模拟参数 |
2.3.1 铜/铝二次轧制复合模拟的关键问题 |
2.3.2 剥离测试模型简化 |
2.3.3 确定组元材料力学性能 |
2.3.4 剥离模型建立 |
2.3.5 复合板界面层参数确定 |
2.4 本章小结 |
第3章 铜/铝室温二次轧制临界复合的最小压下探究 |
3.1 实验方案 |
3.2 轧制道次对铜/铝复合板临界复合最小压下的影响 |
3.2.1 不同轧制道次的临界复合最小压下实验分析 |
3.2.2 不同轧制道次的临界复合最小压下界面形貌观察 |
3.3 不同二次轧制工艺对铜/铝复合板临界复合最小压下的影响 |
3.3.1 二道次轧制对临界复合最小压下的影响 |
3.3.2 中间退火处理临界复合最小压下的影响 |
3.3.3 二次轧制临界复合最小压下的界面形貌观察 |
3.4 不同工艺的临界复合最小压下的剥离曲线分析 |
3.4.1 不同轧制道次的临界复合最小压下剥离曲线分析 |
3.4.2 二次轧制临界复合最小压下的剥离曲线分析 |
3.5 有限分析判断铜/铝复合板的临界复合最小压下 |
3.5.1 铜/铝材料冷轧复合界面结合条件判定 |
3.5.2 临界复合最小压下的有限元模型建立 |
3.5.3 有限元模拟结果分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 铜/铝二次轧制复合的变形行为与结合性能研究 |
4.1 铜/铝复合材料的二次轧制变形行为研究 |
4.1.1 实验方案 |
4.1.2 二次轧制中铜/铝复合材料的变形行为 |
4.1.3 二次轧制中铜层和铝层的厚度变化规律 |
4.1.4 有限元分析二次轧制变形行为 |
4.2 二次轧制工艺对铜/铝复合材料的结合性能影响 |
4.2.1 二道次压下率及退火热处理对铜/铝界面形貌影响 |
4.2.2 二道次压下率及退火热处理对铜/铝结合强度的影响 |
4.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(5)耐磨钢BTW1/Q345R复合板轧制工艺及组织性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景和选题意义 |
1.2 耐磨复合材料发展现状 |
1.2.1 高铬铸铁材料 |
1.2.2 马氏体耐磨钢材料 |
1.2.3 高锰钢耐磨材料 |
1.2.4 陶瓷-金属基复合材料 |
1.2.5 铝基金属复合材料 |
1.2.6 层状耐磨金属复合板 |
1.3 层状金属复合板的发展及研究现状 |
1.3.1 爆炸复合法 |
1.3.2 轧制复合法 |
1.4 本文的主要研究内容 |
1.5 技术路线 |
第2章 耐磨钢BTW1/Q345R热变形行为研究 |
2.1 实验准备 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 实验设备与方案 |
2.2 耐磨钢BTW1 高温热变形行为研究 |
2.2.1 耐磨钢BTW1 热压缩流变应力行为 |
2.2.2 耐磨钢BTW1 热压缩本构模型建立 |
2.2.3 耐磨钢BTW1 热压缩加工窗口的绘制 |
2.2.4 耐磨钢BTW1 热压缩组织研究 |
2.3 耐磨钢BTW1/Q345R复合高温热变形行为研究 |
2.3.1 耐磨钢BTW1/Q345R复合热压缩流变行为分析 |
2.3.2 耐磨钢BTW1/Q345R复合热压缩本构关系的建立 |
2.3.3 耐磨钢BTW1/Q345R复合热压缩加工窗口的绘制 |
2.3.4 耐磨钢BTW1/Q345R复合热变形加工图的验证 |
2.3.5 耐磨钢BTW1/Q345R复合热压缩组织研究 |
2.4 本章小结 |
第3章 耐磨钢BTW1/Q345R复合板轧制及界面组织性能研究 |
3.1 实验准备 |
3.1.1 实验材料 |
3.1.2 耐磨钢BTW1/Q345R复合板组坯轧制工艺 |
3.1.3 轧制后复合板组织性能测试 |
3.2 不同累计压下率对耐磨钢复合板界面微观结构的影响 |
3.2.1 轧制后复合板界面晶相分析 |
3.2.2 轧制后复合板界面元素分布EDS分析 |
3.2.3 轧制后复合板界面处取向分布(IPF)图分析 |
3.2.4 轧制后复合板界面处晶界及取向差分布分析 |
3.2.5 轧制后复合板界面处施密特因子分析 |
3.2.6 轧制后复合板界面处KAM分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 耐磨钢BTW1/Q345R复合板力学性能研究 |
4.1 实验准备 |
4.1.1 拉伸试验 |
4.1.2 剪切试验 |
4.1.3 显微硬度试验 |
4.2 轧后耐磨钢BTW1/Q345R复合板拉伸力学性能研究 |
4.2.1 耐磨钢BTW/Q345R复合板拉伸力学性能的研究 |
4.2.2 耐磨钢BTW/Q345R复合板拉伸断口的研究 |
4.3 轧后耐磨钢BTW1/Q345R复合板结合强度研究 |
4.3.1 BTW1/Q345R复合板剪切强度的研究 |
4.3.2 BTW1/Q345R复合板剪切断口的研究 |
4.4 轧后耐磨钢BTW1/Q345R复合板界面附近组织硬度研究 |
4.5 本章小结 |
第5章 耐磨钢BTW1/Q345R复合板耐磨性能的研究 |
5.1 实验准备 |
5.2 耐磨钢BTW1/Q345R复合板复层BTW1 摩擦磨损机理研究 |
5.2.1 复层BTW1 摩擦磨损系数分析 |
5.2.2 复层BTW1 摩擦磨损划痕分析 |
5.2.3 复层BTW1 摩擦磨损划痕形貌和硬度分析 |
5.3 摩擦磨损对耐磨钢BTW1/Q345R复合板复合界面组织影响研究 |
5.4 本章小结 |
第6章 耐磨钢BTW1/Q345R复合板波纹辊轧制新工艺研究 |
6.1 耐磨钢BTW1/Q345R复合板波纹辊轧制有限元模拟分析 |
6.1.1 耐磨钢BTW/Q345R复合板轧制模型建立 |
6.1.2 不同轧辊轧制对耐磨钢BTW1/Q345R复合板的板形影响 |
6.1.3 不同轧辊轧制耐磨钢BTW1/Q345R复合板过程的应变分析 |
6.2 实验准备 |
6.2.1 实验材料 |
6.2.2 轧制后复合板组织性能测试 |
6.2.3 轧制后复合板力学性能测试 |
6.3 不同轧辊轧制对耐磨钢BTW1/Q345R复合板的影响 |
6.3.1 不同轧辊轧制对耐磨钢BTW/Q345R复合板板形的影响 |
6.3.2 不同轧辊轧制对耐磨钢BTW/Q345R复合板界面的影响 |
6.4 不同轧辊轧制耐磨钢BTW/Q345R复合板力学性能研究 |
6.4.1 不同轧辊轧制耐磨钢BTW/Q345R复合板拉伸力学性能的研究 |
6.4.2 不同轧辊轧制耐磨钢BTW/Q345R复合板剪切强度的研究 |
6.4.3 不同轧辊轧制耐磨钢BTW/Q345R复合板复合界面附近显微硬度的研究 |
6.5 波纹辊不同作用位置对耐磨钢BTW/Q345R复合板界面的影响 |
6.6 耐磨钢BTW1/Q345R复合板波纹辊轧制复合机理 |
6.7 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 论文主要创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(6)基于表面处理的Cu/Al复合板冷轧动态结合行为及结合性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 Cu/Al复合板的生产方法 |
1.3 Cu/Al复合板的界面结合机理 |
1.4 Cu/Al冷轧复合的主要工艺因素 |
1.5 板坯表面处理的研究现状 |
1.6 本文的研究目的、意义及内容 |
第二章 实验材料及方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验方法与设备 |
2.2.1 表面处理及设备 |
2.2.2 冷轧复合工艺及设备 |
2.2.3 轧卡实验 |
2.3 实验与分析方法 |
2.3.1 表面粗糙度分析 |
2.3.2 表面残余应力分析 |
2.3.3 显微组织分析 |
2.3.4 力学性能测试 |
第三章 基于表面状态的Cu/Al复合板冷轧过程数值模拟 |
3.1 数值仿真模型的建立 |
3.1.1 模型简化 |
3.1.2 网格划分 |
3.1.3 模型建立 |
3.2 摩擦系数模拟及结果分析 |
3.2.1 板形翘曲及宏观变形分析 |
3.2.2 轧制力分析 |
3.2.3 应力及应变分析 |
3.3 表面残余应力模拟及结果分析 |
3.3.1 板形翘曲及宏观变形分析 |
3.3.2 轧制力分析 |
3.3.3 应力及应变分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 机械打磨处理对Cu/Al复合板冷轧过程及结合性能的影响 |
4.1 机械打磨处理对铜铝板坯表面状态的影响 |
4.1.1 表面形貌观察 |
4.1.2 表面粗糙度分析 |
4.1.3 表面残余应力检测 |
4.2 机械打磨处理对Cu/Al复合板组织性能的影响 |
4.2.1 冷轧Cu/Al复合板的宏观形态 |
4.2.2 Cu/Al复合板的界面微观组织 |
4.2.3 机械打磨工艺对Cu/Al复合板结合性能的影响 |
4.2.4 机械打磨工艺对Cu/Al复合板结合效率的影响 |
4.3 Cu/Al复合板冷轧动态结合过程及结合机理分析 |
4.3.1 Cu/Al复合板冷轧动态结合过程研究 |
4.3.2 Cu/Al复合板冷轧结合机理分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 抛丸及综合表面处理对冷轧Cu/Al复合板的影响 |
5.1 抛丸处理对铜铝板坯表面状态的影响 |
5.1.1 表面形貌观察 |
5.1.2 表面粗糙度分析 |
5.1.3 表面残余应力检测 |
5.2 抛丸处理对Cu/Al复合板结合过程及结合性能的影响 |
5.2.1 基于抛丸处理的Cu/Al复合板冷轧结合过程分析 |
5.2.2 抛丸处理对Cu/Al复合板结合性能的影响 |
5.3 综合表面处理对Cu/Al复合板冷轧结合的影响 |
5.3.1 机械打磨+抛丸处理对板坯表面状态的影响 |
5.3.2 综合表面处理对复合板结合性能的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(7)波纹辊轧制Cu/Al复合板抗弯性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 Cu/Al复合板的研究现状 |
1.2.1 Cu/Al复合板的制备方法 |
1.2.2 Cu/Al复合板轧制的数值仿真研究 |
1.2.3 Cu/Al复合板抗弯性能研究 |
1.2.4 Cu/Al复合板结合强度研究 |
1.3 选题意义及主要研究内容 |
1.3.1 选题意义 |
1.3.2 主要研究内容 |
第二章 波纹辊轧制Cu/Al复合板的抗弯刚度计算 |
2.1 波纹辊轧制Cu/Al复合板的介绍 |
2.2 金属复合板抗弯性能相关概念 |
2.2.1 形心和静矩 |
2.2.2 惯性矩的概念 |
2.2.3 抗弯刚度理论 |
2.3 Cu/Al复合板抗弯刚度计算 |
2.3.1 复合板弹性模量E的计算 |
2.3.2 平轧复合板抗弯刚度计算 |
2.3.3 波纹轧复合板抗弯刚度计算 |
2.4 波纹曲线参数对复合板抗弯刚度的影响 |
2.4.1 波纹曲线振幅K对复合板抗弯刚度的影响 |
2.4.2 波纹曲线角频率ω对复合板抗弯刚度的影响 |
2.4.3 以抗弯刚度导向的波纹辊正弦参数范围 |
2.5 本章小结 |
第三章 波纹辊轧制Cu/Al复合板数值模拟 |
3.1 Cu/Al复合板轧制过程的有限元模型 |
3.1.1 Cu/Al复合板轧制过程的有限元模型假设 |
3.1.2 Cu/Al复合板轧制过程的有限元模型参数获取 |
3.1.3 Cu/Al复合板轧制过程的有限元模型参数处理 |
3.1.4 Cu/Al复合板轧制过程有限元模型的建立 |
3.2 Cu/Al复合板轧制过程的有限元分析 |
3.2.1 Cu/Al复合板平轧变形区分析 |
3.2.2 Cu/Al复合板波纹轧制板形分析 |
3.3 轧辊波纹曲线参数对轧后Cu/Al复合板板形的影响 |
3.3.1 轧辊波纹曲线振幅K对轧后板形的影响 |
3.3.2 轧辊波纹曲线波长λ对轧后板形的影响 |
3.3.3 轧辊波纹曲线参数选择原则 |
3.4 本章小结 |
第四章 波纹辊轧制Cu/Al复合板实验 |
4.1 实验原材料 |
4.2 Cu/Al复合板的轧制实验 |
4.2.1 表面处理及制坯 |
4.2.2 轧制实验及设备 |
4.3 波纹辊轧制Cu/Al复合板观察 |
4.4 本章小结 |
第五章 波纹辊轧制Cu/Al复合板抗弯性能及剥离强度评价 |
5.1 Cu/Al复合板抗弯性能及剥离强度测试 |
5.1.1 室温三点弯曲及剥离测试 |
5.1.2 剥离面显微形貌观察 |
5.2 波纹辊轧后Cu/Al复合板的抗弯性能评价 |
5.2.1 波纹曲线波长对轧后Cu/Al复合板抗弯性能的影响 |
5.2.2 波纹曲线振幅对轧后Cu/Al复合板抗弯性能的影响 |
5.3 波纹辊轧制Cu/Al复合板的剥离强度评价 |
5.4 波纹辊轧制Cu/Al复合板剥离面观察分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的科研成果 |
致谢 |
(8)铝镁铝复合板热轧工艺及其性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 金属复合机理 |
1.2.1 机械啮合理论 |
1.2.2 金属键理论 |
1.2.3 能量理论 |
1.2.4 扩散理论 |
1.2.5 薄膜理论 |
1.2.6 三阶段理论 |
1.2.7 位错理论 |
1.2.8 再结晶理论 |
1.3 镁铝金属叠层复合板的制备方法 |
1.3.1 挤压复合法 |
1.3.2 轧制复合法 |
1.3.3 爆炸焊接复合法 |
1.4 镁铝金属复合板国内外研究现状 |
1.4.1 国外镁铝复合板研究现状 |
1.4.2 国内镁铝复合板研究现状 |
1.5 本文研究内容及意义 |
1.5.1 本文的研究意义 |
1.5.2 本文的主要研究内容 |
第二章 铝镁铝复合板力学性能设计 |
2.1 引言 |
2.2 铝镁铝复合板刚度理论计算 |
2.2.1 层合板理论假设 |
2.2.2 复合板的面内刚度 |
2.2.3 复合板刚度计算 |
2.3 铝镁铝复合板强度的理论计算 |
2.3.1 铝镁铝复合板的拉伸强度计算 |
2.3.2 铝镁铝复合板弯曲强度的计算 |
2.3.3 复合板拉伸与弯曲强度结果分析 |
2.4 本章小结 |
第三章 铝镁铝复合板热轧过程有限元模拟及分析 |
3.1 引言 |
3.2 Deform-3D有限元软件简介 |
3.3 铝镁铝复合板轧制模型的建立 |
3.3.1 轧制复合板模型的简化 |
3.3.2 轧制复合板几何模型建立及网格划分 |
3.3.3 板材模型材料参数的设定 |
3.3.4 边界条件的设定 |
3.3.5 咬入方式的选择 |
3.4 模拟结果与分析 |
3.4.1 复合板温度场分析 |
3.4.2 复合板等效应力场分析 |
3.4.3 复合板轧制力分析 |
3.4.4 复合板等效应变场分析 |
3.4.5 复合板的复合判定 |
3.5 本章小结 |
第四章 铝镁铝热轧复合实验方案设计 |
4.1 引言 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 实验流程 |
4.2.2 轧制和退火实验方案 |
4.2.3 拉伸性能测试 |
4.2.4 组织观察 |
4.2.5 残余应力测试 |
4.3 实验材料及设备 |
4.3.1 实验材料 |
4.3.2 实验设备 |
4.4 本章小结 |
第五章 轧制和退火工艺对复合板组织与性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 热轧实验结果 |
5.3 复合板材拉伸实验 |
5.3.1 复合板拉伸实验过程 |
5.3.2 拉伸实验结果分析 |
5.4 轧制工艺参数对复合界面元素扩散的影响 |
5.4.1 轧制压下率对复合界面的影响 |
5.4.2 轧制温度对复合界面的影响 |
5.4.3 退火时间对复合界面的影响 |
5.5 轧制工艺参数对复合板镁层显微组织的影响 |
5.5.1 轧制压下率与轧制温度对镁层显微组织的影响 |
5.5.2 退火时间对镁层显微组织的影响 |
5.6 复合板残余应力分析 |
5.6.1 复合板残余应力 |
5.6.2 压下率对残余应力的影响 |
5.6.3 退火时间对残余应力的影响 |
5.7 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间发表的学术论文 |
(9)316L/Ni/EH40不锈钢复合板对称热轧成形与热处理工艺研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 金属复合材料成形技术研究概况 |
1.3 金属复合材料界面质量控制研究概况 |
1.4 金属复合材料成形模拟技术研究概况 |
1.4.1 热物理模拟技术 |
1.4.2 有限元数值模拟技术 |
1.5 金属复合材料热处理工艺研究概况 |
1.6 本课题主要内容 |
第2章 不同厚度镍夹层对复合试样界面特性的影响 |
2.1 复合试样热模拟试验研究 |
2.2 复合试样界面元素扩散研究 |
2.3 不同厚度Ni夹层复合试样界面性能测试 |
2.3.1 不同厚度Ni夹层复合试样界面微观组织 |
2.3.2 不同厚度Ni夹层复合试样界面元素扩散 |
2.3.3 不同厚度Ni夹层复合试样界面显微硬度 |
2.3.4 不同厚度Ni夹层复合试样界面力学性能 |
2.4 本章小结 |
第3章 316L/Ni/EH40不锈钢复合板热轧有限元模拟 |
3.1 热轧成形有限元模型的建立 |
3.1.1 材料模型的建立 |
3.1.2 热轧三维热-力耦合模型的建立 |
3.1.3 热-力耦合分析的边界条件 |
3.2 316L/Ni/EH40复合板压下率仿真研究 |
3.2.1 界面结合质量评价准则 |
3.2.2 压下率对界面质量的影响 |
3.2.3 单道次大压下率轧制时结合界面的弯曲现象 |
3.3 不同道次热轧316L/Ni/EH40不锈钢复合板结合性能研究 |
3.3.1 多道次热轧有限元模拟 |
3.3.2 不同道次热轧对界面垂直主应力的影响 |
3.3.3 不同道次热轧对界面等效塑性应变的影响 |
3.4 316L/Ni/EH40不锈钢复合板五道次热轧仿真研究 |
3.4.1 热轧过程中的轧制力变化规律 |
3.4.2 热轧过程中的残余应力变化规律 |
3.5 本章小结 |
第4章 316L/Ni/EH40复合板热轧试验研究 |
4.1 不锈钢复合板五道次热轧试验 |
4.1.1 复合板坯制备 |
4.1.2 热轧试验流程 |
4.2 不锈钢复合板五道次热轧试验 |
4.2.1 轧制道次对界面金相组织的影响 |
4.2.2 轧制道次对界面孔洞闭合的影响 |
4.2.3 轧制道次对界面结合强度的影响 |
4.2.4 轧制道次对界面显微硬度的影响 |
4.3 五道次终轧板材的性能评估 |
4.3.1 五道次终轧板材的拉伸性能 |
4.3.2 五道次终轧板材界面EDS测试 |
4.4 本章小结 |
第5章 316L/Ni/EH40复合板热处理工艺研究 |
5.1 316L/Ni/EH40复合板热处理工艺制定 |
5.2 316L/Ni/EH40复合板热处理试验 |
5.3 高温快冷+等温退火工艺复合板组织分析 |
5.3.1 高温快冷+等温退火工艺对复合板微观组织的影响 |
5.3.2 高温快冷+等温退火工艺对复合板界面元素扩散的影响 |
5.4 高温快冷+等温淬火工艺复合板组织分析 |
5.4.1 高温快冷+等温淬火工艺对复合板微观组织的影响 |
5.4.2 高温快冷+等温淬火工艺对复合板界面元素扩散的影响 |
5.5 高温快冷+中温回火工艺复合板组织分析 |
5.5.1 高温快冷+中温回火工艺对复合板微观组织的影响 |
5.5.2 高温快冷+中温回火工艺对复合板界面元素扩散的影响 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(10)残余应力板带的振动时效处理(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 振动时效技术概述 |
1.2.1 振动时效技术简介 |
1.2.2 振动时效技术国外研究现状 |
1.2.3 振动时效技术国内研究现状 |
1.3 课题研究的意义 |
1.4 课题研究的主要内容 |
第2章 振动时效机理及工艺分析 |
2.1 引言 |
2.2 残余应力分析 |
2.2.1 残余应力对工件的影响 |
2.2.2 冷轧带钢内的残余应力产生及其影响 |
2.3 振动时效机理研究 |
2.3.1 薄板振动的基本理论 |
2.3.2 材料力学上振动时效机理 |
2.3.3 微观上振动时效机理 |
2.4 振动时效工艺分析 |
2.4.1 激振力 |
2.4.2 激振频率 |
2.4.3 激振时间 |
2.5 本章小结 |
第3章 边浪型残余应力板振动时效模拟 |
3.1 模型计算参数及效果评测方法 |
3.2 激振力对边浪型残余应力影响 |
3.2.1 路径1上应力分析 |
3.2.2 路径2上应力分析 |
3.2.3 路径3上应力分析 |
3.3 加载方式对边浪型残余应力影响 |
3.3.1 路径1上应力分析 |
3.3.2 路径2上应力分析 |
3.3.3 路径3上应力分析 |
3.4 频率对边浪型残余应力影响 |
3.4.1 路径1上应力分析 |
3.4.2 路径2上应力分析 |
3.4.3 路径3上应力分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 中浪型残余应力板振动时效模拟 |
4.1 建立轧制模型 |
4.2 激振力对中浪型残余应力影响 |
4.2.1 路径1上应力分析 |
4.2.2 路径2上应力分析 |
4.2.3 路径3上应力分析 |
4.3 张应力对中浪型残余应力影响 |
4.3.1 路径1上应力分析 |
4.3.2 路径2上应力分析 |
4.3.3 路径3上应力分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 复合浪型残余应力板振动时效模拟 |
5.1 建立轧制模型 |
5.2 激振力对复合浪型残余应力影响 |
5.2.1 路径1上应力分析 |
5.2.2 边路上应力分析 |
5.2.3 路径4上应力分析 |
5.3 振动位置对复合浪型残余应力影响 |
5.3.1 路径1上应力分析 |
5.3.2 边路上应力分析 |
5.3.3 路径4上应力分析 |
5.4 纵向振动的振动时效 |
5.4.1 路径1上应力分析 |
5.4.2 边路上应力分析 |
5.4.3 路径4上应力分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 振动时效处理试验 |
6.1 引言 |
6.2 冷轧带钢及试验设备 |
6.2.1 冷轧带钢参数 |
6.2.2 试验设备 |
6.3 试验过程 |
6.3.1 扫描法试验 |
6.3.2 锤击法试验 |
6.3.3 振动时效试验 |
6.4 结果及分析 |
6.4.1 板带应变变化分析 |
6.4.2 固有频率变化分析 |
6.4.3 模拟可靠性分析 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
四、复合轧辊残余应力的测试研究(论文参考文献)
- [1]基于刚性弧形辊的三维曲面柔性轧制研究[D]. 王欣桐. 吉林大学, 2021(01)
- [2]颗粒增强铝基复合板轧制成形及脉冲电流响应机理研究[D]. 杨涛. 太原理工大学, 2021(01)
- [3]金属包覆材料多辊固-液铸轧复合技术理论与实验研究[D]. 季策. 燕山大学, 2021
- [4]铜/铝室温轧制复合的二次轧制变形行为分析与实验研究[D]. 龚哲. 燕山大学, 2021(01)
- [5]耐磨钢BTW1/Q345R复合板轧制工艺及组织性能研究[D]. 刘鹏涛. 太原理工大学, 2020
- [6]基于表面处理的Cu/Al复合板冷轧动态结合行为及结合性能研究[D]. 牛辉. 太原理工大学, 2020(07)
- [7]波纹辊轧制Cu/Al复合板抗弯性能研究[D]. 马啸昌. 太原理工大学, 2020(07)
- [8]铝镁铝复合板热轧工艺及其性能研究[D]. 贺东升. 太原科技大学, 2020(03)
- [9]316L/Ni/EH40不锈钢复合板对称热轧成形与热处理工艺研究[D]. 韩民峰. 燕山大学, 2020(01)
- [10]残余应力板带的振动时效处理[D]. 孙春芽. 燕山大学, 2020(01)