检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学：技术科学 2024年第2期54卷 315-332页

作者：罗柽张延松上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

金属纳米多层膜是由10~100 nm厚度的金属交替排布形成的叠层结构薄膜,在电、热、力等外加物理场的作用下,通过原子扩散形成化合物的化学过程和晶粒长大的物理过程释放大量热量,在微纳连接、材料合成等领域广泛应用.然而,不同物理场作用... 详细信息

金属纳米多层膜是由10~100 nm厚度的金属交替排布形成的叠层结构薄膜,在电、热、力等外加物理场的作用下,通过原子扩散形成化合物的化学过程和晶粒长大的物理过程释放大量热量,在微纳连接、材料合成等领域广泛应用.然而,不同物理场作用及其复合激励下的纳米多层膜的原子扩散机制尚不明确.本文通过构建电/热/力多物理场作用下的原子/电荷运动势函数,建立了多物理场作用的Al/Ni纳米多层膜分子动力学模型,获得了不同物理场激励下的原子运动规律.搭建了电/热/力多物理场作用的纳米多层膜自蔓延反应产热性能原位表征实验系统,结合透射电子显微镜(TEM)等表征方法获得了纳米多层膜自蔓延反应产物特征.研究表明,热场通过缩短扩散距离诱导层间扩散,同时促进层内扩散;压力场通过原子层内变形促进原子在宽度-厚度平面的层间扩散;电场通过影响金属原子定向迁移抑制层内扩散;电/热/力多场复合作用能激励金属原子的层内/层间双重扩散行为,促进自蔓延反应速度与产热温度提升.以Al/Ni纳米多层膜为例,电/热/力多物理场作用下的自蔓延反应速度提升4倍,产热温度提升61%.

关键词：纳米多层膜原子运动界面扩散电/热/力多场分子动力学

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数据驱动的自洽聚类分析方法及塑性成形高效跨尺度模拟

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机械工程学报 2025年第4期61卷 74-85页

作者：江晟达何霁郭聪李淑慧钱昌明上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室上海200240 上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

材料微观变形决定了构件宏观成形性能,如何高效地联系宏观成形工艺和材料微观结构演化一直是塑性成形领域亟须解决的难题。通过将构件不同位置的宏观力学性能需求映射到材料的微观结构,才能根据目标微观结构的特点与分布准确设计和实施... 详细信息

材料微观变形决定了构件宏观成形性能,如何高效地联系宏观成形工艺和材料微观结构演化一直是塑性成形领域亟须解决的难题。通过将构件不同位置的宏观力学性能需求映射到材料的微观结构,才能根据目标微观结构的特点与分布准确设计和实施制造工艺,破解传统反复“试错”的制造模式,获得“形性”兼备的高性能构件。基于数据驱动的自洽聚类分析方法,提出跨尺度模拟单元和传统宏观唯象本构单元混合使用策略方法,开发了塑性成形高效跨尺度模拟技术。实现DP980双相钢U形件拉弯以及AA2219铝合金带筋筒体旋压的跨尺度成形分析,在能够获取成形零件关键位置微观信息演化的前提下,保证与传统宏观仿真相当的计算效率,相关研究为跨尺度模拟在工程大型构件成形中的实际应用提供了新思路。

关键词：塑性成形高效跨尺度模拟数据驱动自洽聚类分析

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载运工具高性能薄壁承载结构成形及连接工艺研究进展

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机械工程学报 2023年第20期59卷 1-17页

作者：林忠钦马运五夏裕俊李永丰李淑慧李永兵上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

飞机、运载火箭、高速列车、汽车等载运工具的承载结构普遍采用轻质高强薄壁结构,成形工艺需要满足最终构件的高强度、形状尺寸精度以及低成本短流程等要求;同时,运载工具薄壁承载结构越来越多地采用多材料、多结构混用以提升轻量化效... 详细信息

飞机、运载火箭、高速列车、汽车等载运工具的承载结构普遍采用轻质高强薄壁结构,成形工艺需要满足最终构件的高强度、形状尺寸精度以及低成本短流程等要求;同时,运载工具薄壁承载结构越来越多地采用多材料、多结构混用以提升轻量化效果和设计灵活性,这对焊接与连接工艺带来巨大挑战。针对轻质高强板材热冲压技术以及薄壁构件铆接和电阻点焊技术的研究进展进行综述,系统分析新材料、新结构对成形和连接工艺带来的技术变革,并指出其面临的技术挑战和未来的发展方向,旨在对轻质高强薄壁构件的制造提供指导和借鉴。

关键词：轻质高强材料薄壁构件热冲压电阻点焊铆接

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机械产品装配偏差分析方法研究进展与展望

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机械工程学报 2023年第9期59卷 212-229页

作者：余海东高畅赵勇袁可上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

机械产品装配是制造过程的最终阶段,装配质量对机械产品的服役性能和可靠性有直接影响。建立合理的数学模型描述机械产品装配过程中的偏差传递、累积和淹没规律,对产品的容差设计与故障诊断,并进一步提高产品性能和服役周期具有重要意... 详细信息

机械产品装配是制造过程的最终阶段,装配质量对机械产品的服役性能和可靠性有直接影响。建立合理的数学模型描述机械产品装配过程中的偏差传递、累积和淹没规律,对产品的容差设计与故障诊断,并进一步提高产品性能和服役周期具有重要意义。归纳并总结了现有机械产品装配偏差分析的理论方法,从基于刚性假设的偏差分析与考虑柔性变形的偏差模型两个方面系统地论述了目前机械产品装配偏差传递分析的研究进展。刚性偏差分析围绕尺寸链模型与确定性定位模型展开,并对基于尺寸链理论的雅可比旋量方法做了详细介绍与具体的应用分析。对于主流的柔性装配偏差传递建模方法,详细论述了影响系数法与装配偏差场传递模型的理论建模过程与及其应用范围,并从大型结构装配的现场应用出发,对装配偏差场传递模型进行了具体的案例分析。针对目前航空航天等领域机械产品大尺寸、高承载的发展趋势,提出了对于局部刚性整体柔性的大型结构装配偏差预测的难点以及研究展望。

关键词：装配偏差分析装配尺寸链影响系数法偏差场

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筒形件中不同结构筋条整体成形方法综述

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塑性工程学报 2024年第1期31卷 83-98页

作者：朱正午赵亦希于忠奇李双利上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

带筋薄壁筒形件是航空航天领域的重要承载构件,采用塑性整体制造能够高效地成形出金属流线完整的带筋薄壁筒形件,是实现空天装备轻量化、提升性能的重要手段。针对带筋薄壁筒形件加筋结构,从加工理论、材料成形规律和工艺参数优化3个方... 详细信息

带筋薄壁筒形件是航空航天领域的重要承载构件,采用塑性整体制造能够高效地成形出金属流线完整的带筋薄壁筒形件,是实现空天装备轻量化、提升性能的重要手段。针对带筋薄壁筒形件加筋结构,从加工理论、材料成形规律和工艺参数优化3个方面综述了带单筋薄壁筒形件、带纵横交叉筋薄壁筒形件、带螺旋交叉筋薄壁筒形件的整体成形方法。此外,对比了不同结构筋条在各加工方法下的成形参数和成筋特点,归纳了各类整体成形方法的优点与局限性,总结了带筋薄壁筒形件整体成形方法的发展趋势,对成形更高、更饱满均匀的加强筋进行展望。

关键词：带筋薄壁筒形件整体成形筋条参数

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复杂内筋铝筒段旋压变形规律和再结晶组织演变数值仿真

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航空学报 2023年第9期44卷 87-97页

作者：王凤琪于忠奇孟烨晖甘甜赵亦希上海交通大学、上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

流动旋压是一种先进的内筋薄壁筒段整体近净成形方法。本文运用数值仿真方法研究多级筋铝合金筒段热旋压过程中材料流变规律和组织演变特性。将内变量型2219铝合金本构模型嵌入ABAQUS仿真平台建立了准确反映宏观流变和微观晶粒演变的热... 详细信息

流动旋压是一种先进的内筋薄壁筒段整体近净成形方法。本文运用数值仿真方法研究多级筋铝合金筒段热旋压过程中材料流变规律和组织演变特性。将内变量型2219铝合金本构模型嵌入ABAQUS仿真平台建立了准确反映宏观流变和微观晶粒演变的热旋压仿真模型,完成了具有多级特征的内筋筒段旋压成形规律分析。研究表明在减薄率为50%、温度为300℃的旋压参数下,随内筋宽度增加材料由“挤压”式转变为“塌陷”式填充内筋,筋槽内材料变形量下降,筋槽内材料晶粒大小不均匀性增加;窄筋在250℃下的晶粒尺寸明显小于其在350℃下的,而宽筋在250~350℃下的晶粒尺寸较为接近,成形温度对窄筋晶粒大小有明显影响,而对较宽内筋的影响有限。

关键词：内筋筒段热旋压成形再结晶流动特征组织演变

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电磁感应矫平工艺对焊后表面纵向残余应力再分布的影响

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上海交通大学学报 2025年

作者：林道涵赵亦希吕淑曼陈伟上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室

电磁感应矫平工艺高效、可控，能够有效矫正薄板焊接变形，同时也会造成焊后残余应力的再分布，影响薄板的制造精度。为研究矫平工艺对焊后表面纵向残余应力再分布的影响规律，以T形焊接件矫平为例，测试了不同矫平工艺后焊接件表面纵... 详细信息

电磁感应矫平工艺高效、可控，能够有效矫正薄板焊接变形，同时也会造成焊后残余应力的再分布，影响薄板的制造精度。为研究矫平工艺对焊后表面纵向残余应力再分布的影响规律，以T形焊接件矫平为例，测试了不同矫平工艺后焊接件表面纵向残余应力的分布情况，并结合有限元仿真和焊接三棒理论模型，研究了焊缝背面正上方矫平和焊缝背面两侧矫平影响焊缝处表面纵向残余应力分布的内在机制；设计了两种不同顺序的组合式矫平方案，预测并试验验证了不同方案对残余应力再分布的影响效果。结果表明，先进行正上方矫平、后进行两侧矫平的矫平模式能够有效降低焊缝处表面纵向残余应力。研究成果为合理设计电磁感应矫平工艺提供依据和支撑。

关键词：电磁感应矫平表面残余应力再分布应力调控矫平模式

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外筋筒壳旋挤成形方法及扩径现象

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塑性工程学报 2023年第8期30卷 83-91页

作者：王康培赵亦希陈星翰于忠奇上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

针对外筋筒壳加工成形,提出了一种径向挤压、周向展成的局部连续体积成形旋挤方法,基于DEFORM-3D有限元软件建立了外纵、横筋薄壁筒壳旋挤成形仿真模型,分析了外纵、横筋的应力-应变分布规律,验证了旋挤成形外筋筒壳的可行性,并针对筒... 详细信息

针对外筋筒壳加工成形,提出了一种径向挤压、周向展成的局部连续体积成形旋挤方法,基于DEFORM-3D有限元软件建立了外纵、横筋薄壁筒壳旋挤成形仿真模型,分析了外纵、横筋的应力-应变分布规律,验证了旋挤成形外筋筒壳的可行性,并针对筒壳易产生的扩径现象进行了工艺改进。结果表明,使用该方法可以实现外纵、横筋筒壳的成形加工,外纵筋的填充比外横筋相对更充分;局部集中的周向拉应力使内壁有不均匀扩径的趋势,通过限制法兰区域的周向流动可遏制扩径现象。该方法具有成形载荷低、材料利用率高的特点,有望成为带筋筒壳加工的新途径。

关键词：纵横外筋筒壳旋挤成形扩径度数值模拟

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外筋筒形件旋挤成形数值仿真研究

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塑性工程学报 2024年第11期31卷 39-45页

作者：陈星翰于忠奇赵亦希上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

针对大型运载火箭箭体短壳构件传统加工周期长、材料利用率低等问题,提出了通过旋挤成形加工带外筋筒形件的方法。基于数值仿真方法开展了2219铝合金带外筋筒形件在不同壁厚、筋条高宽比和筋条稀疏度下的旋挤成形材料流变分析。结果表明... 详细信息

针对大型运载火箭箭体短壳构件传统加工周期长、材料利用率低等问题,提出了通过旋挤成形加工带外筋筒形件的方法。基于数值仿真方法开展了2219铝合金带外筋筒形件在不同壁厚、筋条高宽比和筋条稀疏度下的旋挤成形材料流变分析。结果表明:随着筒坯壁厚的增大,材料流动集中在与旋轮接触表面,筋条填充度更高;筋条存在极限高宽比,超过极限宽度后筋条出现筋高分布不均、材料与约束套筒贴合度差等缺陷;筋条稀疏度越高,材料受到的等效应力越小,使得筋条的成形更为困难。通过旋挤设备进行试验,成形出了外筋筒形件,证明了采用旋挤方法成形外筋筒形件的可行性。

关键词：外筋筒体旋挤成形铝合金数值仿真

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声塑性机制及其在塑性加工中的应用

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塑性工程学报 2023年第8期30卷 8-34页

作者：李双利赵亦希于忠奇上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室上海200240

超声振动作为一种能量输入被广泛应用于各类塑性成形工艺中,目前研究普遍认为,超声振动叠加在金属塑性变形上可显著降低成形载荷,称之为声塑性,主要作用机制包括体积效应和表面效应。分别对目前已有的考虑体积效应和表面效应的理论模型... 详细信息

超声振动作为一种能量输入被广泛应用于各类塑性成形工艺中,目前研究普遍认为,超声振动叠加在金属塑性变形上可显著降低成形载荷,称之为声塑性,主要作用机制包括体积效应和表面效应。分别对目前已有的考虑体积效应和表面效应的理论模型的研究进展进行了综述,在此基础上,从超声辅助工艺原理、利用声塑性机制的侧重点以及超声辅助塑性成形装置的改进3个方面介绍了搅拌摩擦焊、滚压、旋压以及微成形等领域采用超声振动辅助塑性成形工艺的发展现状,并提出了未来主要的研究思路。

关键词：声塑性机制理论模型体积效应表面效应超声振动辅助塑性成形

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