轻合金管状构件热态颗粒介质压力成形工艺及理论研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51305386
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0508.成形制造
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Hot granules medium pressure forming process uses heat-resistant granules medium instead of liquid or gas in the internal high pressure thermoforming process to form lightweight alloy tubes. As granules medium is easy to seal, pressure is easy to establish, distribution of internal pressure is non-uniform, the friction between the sheet and granules medium is helpful for the forming of sheet, the process not only keeps the traditional advantages of high pressure thermoforming process, but also its forming temperature range is wider, do not need special sealing device and external pressurization system, so this process can provide a more accurate, convenient and economical method for thermoforming of lightweight alloy tubes that with thin-wall, large-diameter, complex cross-section. In order to figure out the process features and mechanism, many studies would be carried out: (1) establish heat constitutive equations, yield criteria and pressure transmission model of granules medium, accurately descript the macro-mechanical characteristics of granules medium under high-temperature and high-pressure. (2) establish a coupling simulation model of discrete element and finite element, accurately analysis coupling plastic deformation of discrete particles medium and continuous tube. (3) establish hot particle pressure forming technology theory and process specifications. This project is the extension of the internal high pressure thermoforming technology, it will promote the applications of lightweight alloy tubes in aviation, aerospace and military industry and other high-tech field.
热颗粒介质压力成形新工艺是采用耐热颗粒介质代替现有内高压热成形工艺中液体或气体的作用,实现轻合金管状构件成形。发挥耐热颗粒介质易于密封、压力建立简便、内压非均匀分布、与坯料接触产生有益摩擦作用等特殊性能,使该工艺既传承了现有内高压热成形技术的优点,又具有成形温度区间更宽、无需特殊密封装置、无需外部增压系统等优势,以期为解决薄壁、大口径、复杂截面的轻合金管状构件热成形难题提供更精确、更便捷、更经济的新方法。为探明工艺特征和机理,本项目拟开展以下研究:(1)构建颗粒介质热态本构方程、流动准则及传压力学模型,准确描述颗粒介质在高温、高压条件下的宏观力学特征;(2)构建离散元与有限元分体耦合仿真模型,精确分析离散体颗粒介质与连续体管件耦合塑性变形问题;(3)建立热颗粒介质压力成形技术理论和工艺规范。本项目研究是内高压热成形技术的拓展,将进一步促进轻合金管状构件在航空、航天和军工等高技术领域的应用。

结项摘要

热颗粒介质压力成形技术是管状构件内高压成形技术的拓展,采用耐热颗粒介质代替现有内高压热成形工艺中液体或气体的作用,实现轻合金管状构件成形。本项目建立了颗粒簇物质在高温高压条件下的热态本构方程和传压力学模型,并分别采用有限元和离散元法对传压性能进行了数值仿真和试验验证,得到了不同变形条件下颗粒介质的建模参数,准确描述了颗粒介质的宏观力学特征。以AA5083铝合金卷焊管和AA6061铝合金挤压管为研究对象,通过材料拉伸试验和组织金相观测,研究合金热态变形特征和热处理条件对材料性能的影响,建立考虑厚向应力影响的铝合金薄壳理论成形极限图,分析了在厚向应力诱导下的材料性能参数对理论FLD的影响规律。针对热态颗粒介质压力成形工艺中颗粒介质与管材耦合变形的特征,建立离散元与有限元分体耦合仿真模型,准确分析了成形过程中具有离散特征的颗粒介质和连续塑性变形特征的合金管材的承载和变形过程,为解决具有离散特征材料与塑性变形特征材料耦合作用的力学问题提供新的分析方法,拓展了数值仿真方法的应用范围。提出了热态颗粒介质压力成形(HGMF)新工艺,基于压力非均匀分布,以及颗粒介质与管坯接触摩擦作用等工艺特征,建立了管件自由胀形和角部贴膜力学解析模型,解析得到了管件自由胀形和角部贴合等主要变形过程的特征参数。建立了基于Drucker-Prager线性材料模型假设的管件HGMF工艺仿真模型,分析了不同加载路径和工艺参数对成形性能的影响,确定了AA5083卷焊管等温成形工艺方案,成功制备了典型Ω形凸环管件。提出了可热处理强化铝合金构件“固溶处理+颗粒介质内高压成形+人工时效”成形工艺方案,成功试制了AA6061挤压管材质的阶梯轴、六棱轴等典型管件。结合以上研究,发表论文10篇,申请发明专利1项,另录用5篇论文。培养博士研究生2名,硕士研究生4名。该项目成果已在航天领域管件制造中得到了初步应用,目前正积极向冶金和化工领域的钢铝复合管件方向拓展。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Stress-strain analysis on AA7075 cylindrical parts during hot granule medium pressure forming
AA7075 圆柱形零件热颗粒中压成形过程中的应力应变分析
  • DOI:
    10.1007/s11771-016-3348-x
  • 发表时间:
    2016-12
  • 期刊:
    Journal of Central South University
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    YANG Zhou-yun;ZHAO Jian-pei;ZHAO Chang-cai;CAO Miao-yan
  • 通讯作者:
    CAO Miao-yan
凸环管件颗粒介质内高压成形工艺理论解析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国机械工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵长财;董国疆;张鑫;陈晓华
  • 通讯作者:
    陈晓华
高温合金凸环管件固体颗粒介质成形工艺
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国有色金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵长财;李雪峰;何昕;董国疆
  • 通讯作者:
    董国疆
Hot granules medium pressure forming process of AA7075 conical parts
AA7075锥形件热颗粒中压成形工艺
  • DOI:
    10.3901/cjme.2015.0217.019
  • 发表时间:
    2015-05
  • 期刊:
    Chinese Journal of Mechanical Engineering (english Edition)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Dong, Guojiang;Zhao, Changcai;Peng, Yaxin;Li, Ying
  • 通讯作者:
    Li, Ying
基于非局部摩擦理论的颗粒介质传力特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    左苗苗;王鹏;赵长财;董国疆
  • 通讯作者:
    董国疆

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

基于 Lou-2013 韧性断裂准则 5182 铝板
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    机械工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨卓云;赵长财;董国疆;陈光;朱良金;杜冰
  • 通讯作者:
    杜冰
Q235/AA5052复合凸环管颗粒介质胀形工艺研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国机械工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    董国疆;陈孟杰;朱良金;杜建;刘志雷
  • 通讯作者:
    刘志雷
基于DEM-FEM的AZ31B板材软模成形极限预测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国有色金属学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李建超;苑亚宁;赵长财;董国疆
  • 通讯作者:
    董国疆
7075铝板弹性模量退化行为研究及回弹预测
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国机械工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨卓云;樊博成;李潇逸;张子路;董国疆
  • 通讯作者:
    董国疆
Frictional characteristics of Sheet Metals by Superimposing Ultrasonic Vibrations
叠加超声波振动的金属板材的摩擦特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    J. Cent. South Univ.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李建超;苑亚宁;赵长财;董国疆
  • 通讯作者:
    董国疆

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

董国疆的其他基金

基于细观损伤理论的高强铝板成形性能研究
  • 批准号:
    51775481
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码