王冠
,
周佳
,
刘志文
,
李落星
,
刘波
,
李晓青
,
刘扬胜
中国有色金属学报
基于显式动力学有限元分析软件,以混合细胞自动机(HCA)作为优化计算模型,对铝合金前碰撞横梁的结构进行优化设计.针对拓扑优化结果,采用模拟退火法优化横梁壁厚尺寸,获得薄壁、中空且带有加强筋结构的铝合金前碰撞横梁设计方案.以6061铝合金前碰撞横梁替代某车型原钢质横梁,通过台车碰撞进行仿真模拟与实验验证.结果表明:铝合金前碰撞横梁比原钢质前碰撞横梁质量减轻了25％,且具有较高的抗弯曲强度,低速碰撞下,铝合金前碰撞横梁较原钢质件系统吸能提高了45.6％.
关键词:
铝合金
,
碰撞横梁
,
混合细胞自动机
,
吸能性能
,
拓扑优化
王冠
,
鞠慧
,
李落星
,
姚再起
机械工程材料
采用正交试验法设计气体渗氮试验,综合分析了渗氮前回火温度、渗氮温度、渗氮时间、氨分解率四个工艺参数对H13钢渗氮层深度及显微硬度的影响,得到了优化的渗氮工艺,并与优化前的工艺进行对比.结果表明:渗氮温度对渗层硬度的影响最为显著,随渗氮温度的升高,表面硬度先增加后降低；氨分解率对渗层深度影响最为显著,随着氨分解率的增大,渗层深度先减小后增大；最佳渗氮工艺为渗氮前560℃回火、渗氮温度535℃、渗氮时间15 h、氨气分解率50％；与原始工艺相比,优化后的渗氮工艺制备的渗氮层具有更大的渗层深度和硬度.
关键词:
H13钢
,
气体渗氮
,
正交试验
,
工艺参数
鞠慧
,
李落星
,
王群
,
周佳
机械工程材料
用光学显微镜、扫描电镜及X射线衍射仪等研究了淬火+不同回火工艺处理H13模具钢再经相同气体渗氮处理后的渗层组织,用显微硬度计测试了渗层横截面的硬度,分析了回火工艺对渗氮层的影响.结果表明:经淬火+两次350℃回火的试样再渗氮后渗层较致密,硬度变化较平缓,但渗层厚度低于淬火+两次600℃回火后渗氮试样的;淬火+两次600℃回火试样渗层的化合物层下有微裂纹,硬度变化较大;而淬火态直接渗氮试样未能获得具有良好综合性能的渗层.
关键词:
H13模具钢
,
回火
,
渗氮层
王冠
,
何芯
,
李落星
,
姚再起
机械工程材料
基于HyperXtrude软件,研究了6063铝合金空心型材挤压过程中不同方向上的金属流速及焊合室内的压力分布,分析了型材产生尺寸超差的原因,并提出了增加阻流块优化模具的方法.有限元模拟结果表明:增加阻流块后,金属在不同方向上的流速发生了变化,尤其是向型材中部流动的速度明显降低,因此可以解决型材尺寸超差的问题；将解决方法用于实际挤压型材后发现,增加阻流块确实能改善金属流速的均匀性,能生产出合格的型材.
关键词:
铝合金
,
模具
,
热挤压
,
优化设计
于立
,
刘志文
,
李落星
,
王群
机械工程材料
通过改造传统挤压机，增加弯曲装置，对铝合金型材进行挤压-弯曲一体化成型，研究了辊轮半径和辊轮移动速度对成型质量的影响，基于有限元模拟获得了辊轮半径和辊轮移动速度等最佳工艺参数。结果表明：当型材挤出速度与辊轮移动速度相同时，铝合金型材的成型性较好；挤压-弯曲一体化成型工艺避免了传统拉弯工艺存在的回弹、表面划伤和截面变形等缺陷，提高了弯曲型材力学性能的均匀性。
关键词:
挤压-弯曲一体化工艺
,
有限元模拟
,
成型性能
张立强
,
李落星
,
谭文芳
,
徐戎
中国有色金属学报
考虑到铸件凝固过程中因潜热释放造成的数值计算结果难于收敛问题，建立基于等效比热法的反热传导模型，并分析模型中各种计算参数如阻尼系数μ、未来时间步长R、正热传导计算时的时间步长Δθ及收敛误差值Tcr等对反算求解结果稳定性及准确性的影响，应用所建立的反热导模型，通过铸件内温度数据计算得到A356铝合金与铜冷却介质间的界面换热系数。结果表明，界面换热系数是随铸件凝固时间变化的，其变化范围在1200~6200 W/(m2?K)之间，而且变化过程中因为结晶潜热的释放存在两个峰值。
关键词:
A356铝合金
,
凝固潜热
,
等效比热法
,
反热传导
,
界面换热系数
蒋福林
,
张辉
,
蒙春标
,
李落星
材料热处理学报
在Gleeble-1500热模拟机上对3104铝合金进行双道次等温热压缩实验,变形温度为400和500 ℃,变形速率为0.01和0.1 s-1,道次的变形量均为0.4,道次间保温时间为30、60和120 s.结果表明:3104铝合金在400 ℃以上的双道次热变形过程中,发生动态与静态软化.道次间的软化率随着变形温度和应变速率的增加,以及道次间停留时间的延长和道次间保持温度的升高而增大.运用双道次软化率建立了3104铝合金热变形再结晶模型,其再结晶激活能为155 kJ/mol.
关键词:
3104铝合金
,
双道次热变形
,
软化率
,
再结晶
王冠
,
李落星
,
刘波
,
李晓青
中国有色金属学报
结合Gleeble- 1500热模拟机在变形温度为300～500℃,应变速率为0.01～10 s-1条件下通过等温压缩实验研究6061铝合金的流变应力行为,采用未考虑温升效应的参数反求法及考虑温升效应的参数反求法求解流变应力方程参数,并与回归统计法得到的结果进行对比分析.结果表明:采用未考虑温升效应的参数反求法求解流变应力方程参数具有高效、准确等优点,计算峰值应力平均误差为5.17 MPa;与有限元软件结合考虑温升效应的参数反求法能够更好地描述真实的材料变形过程;3种方法得到的流变应力方程参数的偏差小于6.28％,采用多岛遗传算法与模拟退火算法反求得到的流变应力方程参数具有较好的一致性与可靠性,参数反求法可替代传统回归统计法快速获得材料大变形条件下流变应力方程参数.
关键词:
6061铝合金
,
参数反求
,
流变应力方程
,
热压缩变形
,
有限元
易杰
,
李落星
,
刘开勇
,
郭鹏程
,
曹淑芬
兵器材料科学与工程
用ER4043焊丝和ER5356焊丝对6061-T6薄板铝合金双脉冲MIG焊缝组织与性能进行研究.结果表明:用ER5356焊丝焊接时,6061-T6铝合金接头的屈服、抗拉强度及断后伸长率均高于以ER4043焊丝作为填充的焊接接头,前者的焊接系数为0.72,而后者仅为0.65;两者焊接接头的显微硬度均以焊缝为中心近似对称分布,最低值出现在接头热影响区中的淬火区,ER5356焊丝焊接时接头的硬度较ER4043焊丝高;以ER5356焊丝作为填充时,6061-T6铝合金的焊缝为细小的铸态组织,枝晶相对较细,而用ER4043焊丝焊接时,焊缝为粗大的铸态组织,且枝晶较发达,两者熔合区的近缝侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为细小的等轴晶组织.与原始母材相比,热影响区的晶粒产生一定程度的粗化.两者淬火区的晶粒内虽然都产生少量的二次相,但以ER5356焊丝作为填充时淬火区中的二次相较细小,且呈弥散分布.
关键词:
6061-T6铝合金
,
焊丝成分
,
双脉冲MIG焊
,
力学性能
,
显微组织
万银辉
,
王冠
,
刘志文
,
周佳
,
李落星
机械工程材料
基于有限元分析软件LDYNA对设计的一种薄壁、中空且带加强筋的铝合金保险杠横梁的摆锤和台车试验进行了有限元模拟；并进行相关试验，与钢制横梁的碰撞性能进行对比。结果表明：在20km·h-1低速碰撞条件下台车有限元模拟与实际试验结果吻合较好；铝合金横梁较原钢制横梁有更好的刚度和吸能性能；在相同的碰撞试验条件下，钢制横梁的吸能性有限，而铝合金横梁能够在较大的速度范围内保持较高的吸能性能。
关键词:
铝合金
,
保险杠横梁
,
碰撞
,
吸能性能
