[00012151]特種精密成形及仿真

技術投資分析： 　　※ 強力旋壓成形： 　　（1）帶內筋件的強力旋壓 　　變薄旋壓又稱之為強力旋壓，其成形主要依靠毛坯的厚度變薄來實現的，旋壓過程中坯料內徑尺寸基本不變。依據變形機理不同，變薄旋壓又分為錐形件變薄旋壓和筒形件變薄旋壓。本中心采用計算機模擬仿真技術，通過改裝旋壓設備對強力旋壓工藝進行了深入研究，已完成總裝備部十五預研課題"鈦合金等難變形材料溫熱精密強力旋壓技術研究"、航天工業部科技項目"錯距旋壓工藝及其計算機模擬應用"的研究。 　?。?）焊接結構零件的旋壓 　　旋壓工藝與焊接工藝的緊密結合起來，焊縫中的夾渣、氣孔、殘余應力等缺陷將被消除，裂紋將會發生愈合，焊區金屬的顯微組織會得到明顯的改善，如果合理的選擇旋壓工藝參數，在一定的變形量下，焊區金屬的顯微組織能和母材保持基本一致。 　　※ 汽車輕量化技術--內高壓成形： 　　近年來，由于汽車燃料和原材料成本原因以及環保法規對汽車廢氣排放的限制，使汽車結構的輕量化顯得日益重要。采用這種結構上"以空代實"的方法即內高壓成形方法，使承受彎扭載荷的結構采用空心截面構件，從而減輕質量又充分利用材料的強度和剛度，實現汽車輕量化。在研制專用內高壓成形設備的基礎上，將試驗研究與模擬仿真相結合，通過對內高壓成形過程模擬和分析，建立較為精確的工藝缺陷的預測計算模型，對可能出現的成形缺陷進行有效預測，最終獲得質量優良可替代傳統加工工藝生產的汽車用輕體構件。 　　課題組擁有10000KN內高壓成形用多向液壓機（公稱合模力10000KN、兩側缸最大水平側推力3150KN）。另外課題組具備高檔計算機多臺，已裝備金屬板料塑性成形模擬軟件LS-DYNA、PAMSTEMP、DYNAFORMD等。具備了開展相關研究的軟、硬件條件。 　　目前，本中心承擔了江淮汽車研究院項目"汽車輕量化技術--內高壓成形SRV汽車底盤空心輕體構件"的研究和安徽省"十一五"科技攻關項目"內高壓成形技術及設備的開發和研究"。 　　※ 半固態加工成形： 　　20世紀70年代初,美國麻省理工學院（MIT）的M.C.Flemings教授和D.B.Spencer博士在實驗中發現了半固態金屬的流變性能, 提出了半固態加工成形工藝.該技術打破了傳統的凝固模式，在獲得細晶組織、縮短加工工序、節約能源等方面具有獨特的優勢，因此關于半固態加工成形的理論和技術引起各國研究者的高度重視，半固態加工的產品也隨之得到迅速發展，已經在汽車零件制造、軍事、航空、電子以及消費品等方面得到了越來越廣泛地應用。被世界著名的專家們稱為21世紀新興的金屬制造關鍵技術之一。 　　半固態加工成形的關鍵是半固態漿料的制備,針對現有漿料制備方法的不足，將合金試樣在近液相線溫度保溫，獲得了滿足半固態金屬加工的非枝晶組織，為半固態金屬漿料的制備提供了一個簡單有效的新途徑,同時研究了細化劑對半固態組織演變的影響。通過這種相對簡單而有效的方法制備出的半固態坯料，為流變成形和觸變成形工藝的研究奠定良好的基礎。 　　※ SPD(大塑性變形）法： 　?。?）HPT（high pressure torsion)法（severe plastic torsion straining under high pressure簡稱SPTS法) 　　高壓下扭轉變形來源于Bridgman砧式裝置。這些裝置最初是用于研究材料大變形下的相變以及大的塑性變形后再結晶溫度和結構的變化以及靜水壓力對材料塑性變形能力的影響。在此過程中,科學家們發現了一個有趣的現象:高壓下（通常是幾個GP）經過嚴重扭轉變形后,材料內部形成了大角度晶界的均勻納米結構,材料的性能也發生了質的變化。壓扭變形在變形體高度方向施加壓力的同時，通過主動摩擦作用在其橫截面上施加一扭矩，促使變形體產生軸向壓縮和切向剪切變形。壓扭成形可以制備結構均一的納米金屬、合金、復合材料和半導體器件,通常是直徑12～20ｍｍ,厚度0.2～1ｍｍ的圓片。由于不能制備體積更大的納米結構材料,使得高壓扭轉的應用受到了一定的限制。但是，HPT能制備塊狀的低塑性致密材料以及非致密體納米結構材料，而且，重要的是HPT法具有極強的細化晶粒的能力，可以將晶粒細化至100nm以下，因此這種方法具有較高的科研價值。 　　目前中心正在承擔著高等學校博士學科點專項科研基金項目"高純金屬鉬熱扭壓變形關鍵問題的研究"。 　?。?）等徑側向擠壓(ECAP－Equal Channel Angular Pressing) 　　ECAP法制備塊體納米材料的方法是在20世紀80年代Segal教授和他的同事們工作的基礎上發展起來的。ECAP法最初的目的是在不改變材料橫截面的情況下產生大的塑性變形，從而使材料的重復變形成為可能。在20世紀90年代初期，這種方法被進一步發展和完善,成為ＳＰＤ法的一種新工藝。 　　在擠壓的過程中, 由于材料與模具中的通道緊密配合且與管壁良好潤滑的試樣通過兩通道的交叉處時,試樣經受了近似理想的純剪切變形,因此,雖然試樣的內部產生了劇烈的塑性變形,但沒有產生破壞,經過多道次擠壓以后，累積產生了很大的塑性變形，并獲得了均勻的納米結構。 　　已開展的工作包括： 　?。╥）采用熱力耦合的方法對粉末燒結體的扭壓及等徑角擠壓成形過程進行仿真； 　?。╥i）采用熱力耦合方法可以全面準確地了解成形過程的變形規律，充分考慮變形工藝因素對成形過程的影響，為后續的實驗及優化工作做準備。 　?。╥ii）設計了相關模具并進行了初步試驗，以期驗證數值模擬結果的可靠性，并ECAP工藝進行。 　　※ 板材激光彎曲成形： 　　激光彎曲是一種新型板材柔性成形方法，在板材加工領域中有著極為廣闊的應用前景。目前，我們已經進行了平板激光單次掃描成形過程的研究，通過建立溫度場的有限元計算模型，對溫度梯度機理下彎曲成形過程進行了初步分析，為后續的應力應變場分析、組織分析以及成形過程控制提供基礎。 技術的應用領域前景分析： 本項目適用于制造業，該項目具有廣闊的市場前景。 效益分析： 該技術可應用于相關企業提升產品效率，具有較大經濟效益。 廠房條件建議： 無 備注： 無