检索结果-内蒙古大学图书馆

上海交通大学学报 2023年第3期57卷 253-263页

作者：刘徐阳蔡昌儒赵亦希鞠理杨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 上海外高桥造船有限公司上海200137

电磁感应矫平方法具有效率高、易操作的特点,在薄板矫平工艺中有良好的应用前景.以船厂使用的固定式一字型线圈感应矫平工艺为例,基于COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立了三维电磁-热-力耦合感应矫平有限元模型.该模型输入AH36钢... 详细信息

电磁感应矫平方法具有效率高、易操作的特点,在薄板矫平工艺中有良好的应用前景.以船厂使用的固定式一字型线圈感应矫平工艺为例,基于COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立了三维电磁-热-力耦合感应矫平有限元模型.该模型输入AH36钢板随温度变化的物理性能,以对接焊件残余应力与焊接变形作为初始状态,采用顺序耦合的方法计算矫平过程中电磁场、温度场与结构场的变化,从而验证了温度场与电磁场在矫平过程的双向耦合关系,得到焊接件在矫平后的变形量.通过自行搭建的感应矫平实验平台测试矫平工艺中的温度变化与变形量,验证了该有限元模型的准确性与有效性.

关键词：电磁感应焊接变形矫平多物理场耦合有限元仿真

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基于高阶复合曲面单元的非均匀大薄板装配偏差计算模型

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上海交通大学学报 2022年第5期56卷 584-593页

作者：林张鹏余海东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

结构的刚度非均匀分布易导致非规则大型薄壁在加工和装配过程中产生翘曲大变形,其结构建模和变形精确计算是装配偏差预测及控制的关键.基于绝对节点坐标法,引入高阶斜率坐标并改进单元插值函数,考虑单元接触界面间连续性,构建一种非规... 详细信息

结构的刚度非均匀分布易导致非规则大型薄壁在加工和装配过程中产生翘曲大变形,其结构建模和变形精确计算是装配偏差预测及控制的关键.基于绝对节点坐标法,引入高阶斜率坐标并改进单元插值函数,考虑单元接触界面间连续性,构建一种非规则高阶曲面复合单元模型;采用该非规则高阶曲面单元建立复合单元组合离散非规则曲面结构,解决不同厚度单元间节点连接和变形耦合问题,并有效地描述非规则大型薄壁结构的大变形,基于连续介质力学建立非规则大型薄壁结构装配协调变形计算模型.对重型火箭贮箱箱底边缘区域加厚的超大型非规则薄壁结构进行装配过程变形计算,研究加厚区域尺寸与瓜瓣装配偏差以及结构刚度之间的关联关系,为未来重型火箭箱底超大非规则曲面结构设计提供指导.

关键词：非规则薄壁结构绝对节点坐标法复合单元装配偏差协调变形

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塑性变形理论建模新范式:人工智能赋能和数据科学驱动

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塑性工程学报 2024年第1期31卷 2-14页

作者：何霁江晟达刘霄郭聪钱昌明李淑慧上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海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

传统塑性变形理论基于唯象方法,主要依赖于开发者的经验并通过拟合已得到的实验数据来获取,具有强烈的局限性。随着材料微观结构和力学性能的复杂程度不断提高,开发更为复杂的唯象本构模型已经极其困难。材料模型不通用、难以联系材料... 详细信息

传统塑性变形理论基于唯象方法,主要依赖于开发者的经验并通过拟合已得到的实验数据来获取,具有强烈的局限性。随着材料微观结构和力学性能的复杂程度不断提高,开发更为复杂的唯象本构模型已经极其困难。材料模型不通用、难以联系材料性能和制造过程成为制约塑性成形加工的主要问题之一,也为塑性理论的发展提出严峻挑战。人工智能与数据科学的发展为材料和机械科学带来了新的机遇,随着材料设计和应用的快速发展,不需要传统的显式本构模型,反映材料微观结构和宏观性能之间关系的塑性变形理论建模方法应运而生。其中,以物理规律增强神经网络建模、高效多尺度聚类分析、数据驱动免本构建模为代表的理论建模新范式具有其鲜明的特色和显著优势,是极具潜力的模拟预测方法。通过对这3个方面的总结梳理,探讨了人工智能赋能和数据科学驱动的塑性理论建模及多尺度模拟技术开发的发展现状与未来趋势。

关键词：数据驱动多尺度计算力学机器学习无本构模拟

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交叉内筋薄壁筒体错距旋压成形数值仿真

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上海交通大学学报 2022年第1期56卷 62-69页

作者：周宇赵勇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

流动旋压是成形薄壁筒体的优势技术,但对于带筋筒体,其所能成形的内筋高度受限.针对该类构件旋压成形内筋填充困难的问题,基于有限元软件Abaqus建立了交叉内筋薄壁筒体错距旋压成形的数值仿真模型,分析了旋轮数量对铝合金2219-O带筋筒... 详细信息

流动旋压是成形薄壁筒体的优势技术,但对于带筋筒体,其所能成形的内筋高度受限.针对该类构件旋压成形内筋填充困难的问题,基于有限元软件Abaqus建立了交叉内筋薄壁筒体错距旋压成形的数值仿真模型,分析了旋轮数量对铝合金2219-O带筋筒体内筋填充的影响规律,进行了正交内筋薄壁筒体的工艺试验.结果表明:在错距旋压工艺中,增加旋轮数量会减小铝合金带筋筒体的内径扩径量,并抑制材料的轴向流动,使内筋的几何精度更高.仿真与试验结果相比,其内筋填充饱满度的平均误差为11.3%,所建立的错距旋压仿真模型具有良好的可靠性.

关键词：错距旋压铝合金带筋筒体几何精度数值仿真

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碳纤维复合材料车门防撞梁多尺度高效变形模拟及实验验证

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塑性工程学报 2024年第1期31卷 133-141页

作者：郭聪江晟达何霁李淑慧林忠钦上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海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

以碳纤维复合材料车门防撞梁为例,开发了一种面向工程零部件的多尺度高效变形模拟技术,建立了自洽聚类分析方法及多尺度渐进损伤本构模型,通过多尺度单元与唯象单元混合建模,有效降低了模型的求解成本,通过将有限的计算资源分配在恰当... 详细信息

以碳纤维复合材料车门防撞梁为例,开发了一种面向工程零部件的多尺度高效变形模拟技术,建立了自洽聚类分析方法及多尺度渐进损伤本构模型,通过多尺度单元与唯象单元混合建模,有效降低了模型的求解成本,通过将有限的计算资源分配在恰当的位置,结果表明计算资源的利用效率得到显著提升,实现了工程零部件损伤行为的高效预测,实际计算时间缩短至原来的1/4。对三点弯状态下复合材料防撞梁的宏微观渐进损伤过程进行了分析。基于真空袋成形工艺进行了防撞梁样件试制以及三点弯破坏实验,验证了仿真结果的准确性。

关键词：防撞梁多尺度并发模拟自洽聚类分析渐进损伤建模三点弯曲实验

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基于电极位移的点焊飞溅量化评价与自适应控制研究

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中国机械工程 2022年第9期33卷 1025-1033页

作者：李欢吕天乐夏裕俊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

飞溅是电阻点焊过程中一种常见的缺陷,严重的飞溅会显著影响焊接质量。针对典型的异常工况,通过飞溅金属量化分析与飞溅骤停实验,发现电极位移信号突变量与飞溅金属总质量之间线性相关,且电极位移信号突变量与飞溅前后熔核厚度减少量基... 详细信息

飞溅是电阻点焊过程中一种常见的缺陷,严重的飞溅会显著影响焊接质量。针对典型的异常工况,通过飞溅金属量化分析与飞溅骤停实验,发现电极位移信号突变量与飞溅金属总质量之间线性相关,且电极位移信号突变量与飞溅前后熔核厚度减少量基本一致,因此电极位移信号突变量可以表征飞溅程度。在此基础上,提出了基于量化统计的点焊飞溅自适应控制策略,制定了以飞溅程度和飞溅概率为输入,以调幅系数、调幅时刻、调幅时长等电流调幅参数为输出的模糊控制策略,同时根据恒能量与恒功率补时策略确定了补时时长、补时电流等补时参数。使用两种强度的板材验证了该策略的效果。实验结果表明,与恒流焊接模式相比,该方法能有效抑制飞溅,减小压痕深度,增大熔核直径,与传统短时电流调幅策略相比,该方法减少了调幅次数和补时时间,有效提高了焊接效率。

关键词：电阻点焊位移信号异常工况自适应控制

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铝合金半球壳拉深-旋压复合成形工艺仿真

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上海交通大学学报 2023年第10期57卷 1329-1336页

作者：余小鹏王紫旻于忠奇罗益民郁立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 上海航天精密机械研究所上海201600

针对航天铝合金半球壳传统拉深成形精度差的问题,引入旋压成形,提出铝合金半球壳拉深-旋压复合成形新思路,充分发挥拉深成形和旋压成形的技术优势,实现该构件厚度均匀性好和贴模精度高的成形加工.建立了铝合金半球壳复合成形过程有限元... 详细信息

针对航天铝合金半球壳传统拉深成形精度差的问题,引入旋压成形,提出铝合金半球壳拉深-旋压复合成形新思路,充分发挥拉深成形和旋压成形的技术优势,实现该构件厚度均匀性好和贴模精度高的成形加工.建立了铝合金半球壳复合成形过程有限元仿真模型,实现了铝合金半球壳复合成形过程仿真,分析了不同旋压占比复合成形件的壁厚分布和贴模度变化规律.结果表明,旋压占比为50%的复合成形铝合金半球壳壁厚均匀性改善明显;强力旋压可改变成形构件应力状态,显著提高复合成形构件尺寸精度.同时,进行了直径1 m级铝合金半球壳复合成形工艺试验验证,实现了构件厚度均匀性和贴模精度的提高.

关键词：铝合金薄壁件旋压冲压成形精度

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7075铝合金超低温变形行为与回弹预测研究

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机械工程学报 2025年

作者：戚宇彤孙楚研李淑慧上海交通大学机械系统与振动全国重点实验室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

以预时效态的7075铝合金板材为试验材料，进行了室温和-196℃下的单向拉伸、拉伸-卸载、拉伸-压缩以及U型件弯曲回弹试验，结合有限元仿真，分析了超低温变形行为和回弹规律。结果表明，超低温下预时效态7075铝合金在单向拉伸时表现出... 详细信息

以预时效态的7075铝合金板材为试验材料，进行了室温和-196℃下的单向拉伸、拉伸-卸载、拉伸-压缩以及U型件弯曲回弹试验，结合有限元仿真，分析了超低温变形行为和回弹规律。结果表明，超低温下预时效态7075铝合金在单向拉伸时表现出延伸率提高和硬化能力增强的双增效应，在循环拉伸-卸载过程中弹性模量随应变衰减速率更快，在拉伸-压缩加载过程中表现出更显著的提前屈服现象和瞬态行为，包辛格效应增强，且超低温下U型件回弹量略大于室温。考虑到正反向加载时材料的硬化差异，使用不同的正反向硬化参数对初始Y-U模型进行修正。相比于初始Y-U模型，修正的模型能够更好地描述-196℃下的拉伸-压缩循环加载变形行为，并具备更高的U型件超低温回弹预测精度。

关键词：超低温变形 7075铝合金包辛格效应硬化模型回弹预测

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铆钉镀层对单边摩擦铆焊接头成形及力学性能的影响

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中国机械工程 2024年第4期35卷 721-730页

作者：韩晓辉林森方喜风王振中孙兆刚余飞龙李磊马运五李永兵中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海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

铆钉镀层是影响铆接接头成形及力学性能的重要因素,采用单边摩擦铆焊(SSFR)工艺连接6005A-T6和6A01-T5铝合金板材,研究了无镀层、Zn镀层、ZnNi镀层三种类型铆钉对应的SSFR接头成形过程铆接力、能量输入及接头宏微观成形的演化规律,分析... 详细信息

铆钉镀层是影响铆接接头成形及力学性能的重要因素,采用单边摩擦铆焊(SSFR)工艺连接6005A-T6和6A01-T5铝合金板材,研究了无镀层、Zn镀层、ZnNi镀层三种类型铆钉对应的SSFR接头成形过程铆接力、能量输入及接头宏微观成形的演化规律,分析了接头中不同位置的镀层剩余厚度及铆钉/板材界面的元素扩散,探究了铆钉镀层对接头拉剪和十字拉伸性能的影响。研究结果表明,镀层的引入降低了铆钉旋转产生的能量输入,从而使铝合金材料的热影响区减小,但能量输入的降低不利于铆钉空腔内铝合金材料间固相连接的形成,导致接头的拉剪和十字拉伸性能下降。与Zn镀层相比,ZnNi镀层的耐磨性较强,在铆钉高速旋转的搅拌摩擦作用下镀层剩余厚度仍超过40%,有助于提高接头的抗腐蚀性能。

关键词：单边摩擦铆焊无预制孔连接铝合金铆钉镀层失效机理

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铝合金球面薄壁件激光辅助剪切旋压成形实验

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上海交通大学学报 2023年第10期57卷 1337-1345页

作者：冉津宇王凤琪于忠奇杜陈阳 EVSYUKOV S A 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 莫斯科国立鲍曼技术大学制造技术教研室俄罗斯莫斯科105005

热能场是提高构件可成形性和尺寸精度的主要途径.针对传统热源温度波动大的问题,将可控性好的激光热源引入薄板剪切旋压成形中,通过局部加热与局部变形匹配提高构件的可旋性和成形精度.基于现有旋压机搭建激光辅助剪切旋压平台,建立激... 详细信息

热能场是提高构件可成形性和尺寸精度的主要途径.针对传统热源温度波动大的问题,将可控性好的激光热源引入薄板剪切旋压成形中,通过局部加热与局部变形匹配提高构件的可旋性和成形精度.基于现有旋压机搭建激光辅助剪切旋压平台,建立激光热源刚性连接下椭球面构件激光照射点漂移模型,分析激光热场加载最优区域.理论分析表明,对于截面圆半径变化较小的构件,刚性连接的激光热源可实现旋压过程精准加热.基于此,开展铝合金椭球面薄壁件激光辅助剪切旋压试验,结果表明与室温旋压相比,激光辅助剪切旋压可以显著提高难变形材料的可旋性,并明显改善铝合金椭球面薄壁件厚度和贴模度的精度.研究结果证明了所开发试验装置和工艺设计方法的可行性.

关键词：铝合金薄壁件激光辅助旋压成形性能工艺设计

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