
發布
注冊
/
登錄力學性能檢測的案例
Al含量對β鍛造TC25鈦合金環形鍛件力學性能的影響
(a)低倍圖片
(b)高倍圖片(200×)
圖1 低高倍圖片
(a)Al含量6.4%高倍視場一(500×)
(b)Al含量6.4%的高倍視場二(500×)
(c)Al含量7.2 %的高倍視場一(500×)
(d)Al含量7.2%的高倍視場二(500×)
圖2 不同Al含量的高倍圖片
(2)力學性能。
力學性能檢測結果如表4所示。
表4 力學性能檢測結果
(3)實驗結果分析。
從上面的力學性能數據可以看出,室溫拉伸和熱穩定延伸率及斷面收縮率出現不滿足標準要求的情況,經過熱穩定處理后,相對室溫拉伸熱穩定性能呈下降的趨勢,并且隨著Al含量的增加,室溫拉伸和熱穩定延伸率及斷面收縮率也呈逐漸下降的趨勢。
從高倍組織可知大部分視場得到網籃組織,但同時存在局部的等軸組織,組織為β轉+條狀α(α1)+等軸α(α1)+片狀α(α2)。環形鍛件經過β鍛造及熱處理后會得到網籃組織+等軸組織,網籃組織是在等軸組織基礎上降低塑性而提高強度和斷裂韌性,所有上訴力學性能數據會存在一定的波動。
結論
通過三種不同Al元素含量的試驗件生產,可知隨著Al含量的增加,室溫拉伸和熱穩定延伸率及斷面收縮率也呈逐漸下降的趨勢。Al元素屬于α相的穩定元素,鍛造、熱處理和冷卻過程促進β相向α1及α2相轉變,而α2相脆性趨向大,α2相含量多拉伸過程容易脆斷造成延伸率及斷面收縮率低。結合上述檢測的力學性能數據,若生產β鍛軋制并按β鍛指標驗收的環形鍛件需將Al元素含量控制在6.2%~6.9%為宜。
—— 來源:《鍛造與沖壓》2019年第7期
展開 收藏 | 塑料性能檢測標準樣條制樣要求以及對應測試標準
二
常用塑料標準樣條列表
三
塑料各類性能標準樣條制備服務
標準樣條的制備不僅要求尺寸精準符合對應標準,還需嚴格控制制備工藝(如注塑溫度、壓力、冷卻時間),規避結晶不均、內部氣泡、飛邊、裂紋等缺陷,否則會直接影響檢測結果的準確性——這就對樣條制備的設備、技術和團隊提出了極高要求。
國高材分析測試中心作為國家產業創新中心高分子材料測試、科研一體化服務平臺,憑借專業的技術團隊、先進的制備設備和完善的質量管控體系,可提供塑料各類性能標準樣條的全方位制備服務,覆蓋所有常見標準和檢測項目,徹底解決企業樣條制備不規范、尺寸不精準、適配性差等痛點。
在制備能力方面,國高材依托專業的模流分析和工藝研究團隊,配備35套注塑機、50套專用模具,可實現各類標準樣條的精準制備,涵蓋ASTM力學樣條、GB力學樣條、ISO力學樣條、燃燒板、大收縮率樣條、高光板等各類專用樣條,無論是拉伸、沖擊、阻燃、熱性能、硬度檢測所需樣條,還是各類專項檢測的專用樣條(如灼熱絲測試樣片、螺旋線樣條、爆破盒樣條等),均可按需制備,尺寸精度嚴格遵循對應標準要求,公差控制在±0.02mm以內,確保樣條的均勻性和代表性,為后續檢測提供可靠基準。
咨詢電話:020-66221668
附
推薦閱讀
塑料連接器產品翹曲常見原因分析及改善方案
塑料沖擊強度測試擺錘錘頭重量選擇方法
塑料樣條的制備條件對力學性能檢測準確性的研究
國高材分析測試中心
客服微信:guogaocai123
https://npmatc.niicapm.com/
展開 金屬材料力學性能檢測
灰鑄鐵的抗彎性能優于抗拉性能,其抗彎強度是灰鑄鐵的重要力學性能指標。2、可以測定硬質合金的抗彎強度。這些材料加工困難,難易制成拉伸試樣。而彎曲試樣形狀簡單,故利用彎曲試驗評價其性能和質量。3、可以測量陶瓷材料、工具鋼的抗彎強度。這些脆性材料測定抗拉強度很困難,且試樣加工也比較困難,因而采用彎曲試驗。4可以用來檢測和比較表面熱處理層的質量和性能。因彎曲試驗對材料表面缺陷敏感。5、可以用來檢測材料在受彎曲載荷下作用下的性能,因為許多機械零件(如脆性材料制作的刀具等)是在彎曲狀態下工作的,需要對這些零件進行彎曲試驗。
3、沖擊試驗一種動態力學性能試驗,主要用來測定沖斷一定形狀的試樣所消耗的功,又叫沖擊韌性試驗。
根據試樣形狀和破斷方式,沖擊試驗分為彎曲沖擊試驗、扭轉沖擊試驗和拉伸沖擊試驗三種。橫梁式彎曲沖擊試驗法操作簡單,應用廣。按試驗溫度常分為常溫沖擊試驗、低溫沖擊試驗。韌性是材料承受載荷作用導致發生斷裂的過程中吸收能量的特性。沖擊吸收功的測量原理為沖擊前以擺錘位能形式存在的能量中的一部分被試樣在受沖擊后發生斷裂的過程中所吸收。擺錘的起始高度與它沖斷試樣后達到的大高度之間的差值可以直接轉換成試樣在沖斷過程中所消耗的能量,試樣吸收的功稱為沖擊功(Ak)。采用系列沖擊試驗,即測定材料在不同溫度下的沖擊吸收功,可以確定其韌脆轉變溫度,即當溫度下降時,由韌性轉變成脆性行為的溫度范圍,在Ak-T曲線上表現為Ak值顯著降低的溫度。曲線沖擊功明顯變化的中間部分稱為轉化區,脆性區和塑性區各占50%時的溫度稱為韌脆轉變溫度(DBTT)。當斷口上結晶或解理狀脆性區達到50%時,相應的溫度稱為斷口形貌轉化溫度(FATT)。脆性斷裂:材料在低溫斷裂時會呈現脆性斷裂,所謂脆性斷裂即材料在極微小甚至沒有塑性變形及其預警的情況下所發生的斷裂,低倍放大鏡下斷口形貌往往是光亮的結晶狀。
展開 慧通測控汽車門鎖測試系統:力學性能測試系統解決方案
汽車門鎖作為汽車被動安全體系的核心部件,其性能可靠性直接關乎駕乘人員的生命安全,而極端溫度環境下的力學性能表現,更是衡量門鎖品質的關鍵指標。在汽車產業對零部件測試要求日益嚴苛的當下,北京沃華慧通測控技術有限公司推出的汽車門鎖測試系統(高低溫環境),以專業的測試方案、精準的技術參數和貼合國標要求的設計,為汽車門鎖的力學性能檢測提供了智能化解決方案,成為汽車零部件檢測領域的重要利器。
設備整體設計:適配極端環境,布局科學便捷
這款測試系統專為汽車門鎖力學性能測試打造,核心由測試軸及夾具調整臺構成,測試工位采用獨立模組設計,常溫狀態下測試模組置于控制柜上方,布局緊湊且操作便捷。
為應對不同氣候工況下的門鎖性能檢測需求,設備可靈活配置高低溫箱,能精準控制被測樣品處于 - 40℃至 85℃的極端溫度環境中完成測試,完美模擬北方極寒、南方高溫等不同地域的實際使用場景,有效驗證門鎖在溫度劇烈變化下的性能穩定性。
測試標準與工作原理:貼合國標,數據精準可視化
遵循國標檢測,結果權威合規
系統嚴格遵循GB 15086-2013《汽車門鎖及車門保持件的性能要求和試驗方法》,該標準為汽車門鎖檢測核心依據,確保測試結果的權威性和合規性,為汽車零部件企業產品研發、質量把控提供符合行業規范的檢測支撐。
核心驅動原理,全維度檢測性能
系統核心測試軸由伺服電機驅動,通過電缸帶動鋼絲繩拉動鎖芯開關,設備末端搭載高低溫測力傳感器,測試過程中,傳感器捕捉的力與位移數據配合軟件運算,可自動繪制力與位移曲線圖,實現測試數據可視化、直觀化。
展開 
金屬材料力學性能檢測
灰鑄鐵的抗彎性能優于抗拉性能,其抗彎強度是灰鑄鐵的重要力學性能指標。2、可以測定硬質合金的抗彎強度。這些材料加工困難,難易制成拉伸試樣。而彎曲試樣形狀簡單,故利用彎曲試驗評價其性能和質量。3、可以測量陶瓷材料、工具鋼的抗彎強度。這些脆性材料測定抗拉強度很困難,且試樣加工也比較困難,因而采用彎曲試驗。4可以用來檢測和比較表面熱處理層的質量和性能。因彎曲試驗對材料表面缺陷敏感。5、可以用來檢測材料在受彎曲載荷下作用下的性能,因為許多機械零件(如脆性材料制作的刀具等)是在彎曲狀態下工作的,需要對這些零件進行彎曲試驗。
3、沖擊試驗一種動態力學性能試驗,主要用來測定沖斷一定形狀的試樣所消耗的功,又叫沖擊韌性試驗。
根據試樣形狀和破斷方式,沖擊試驗分為彎曲沖擊試驗、扭轉沖擊試驗和拉伸沖擊試驗三種。橫梁式彎曲沖擊試驗法操作簡單,應用廣。按試驗溫度常分為常溫沖擊試驗、低溫沖擊試驗。韌性是材料承受載荷作用導致發生斷裂的過程中吸收能量的特性。沖擊吸收功的測量原理為沖擊前以擺錘位能形式存在的能量中的一部分被試樣在受沖擊后發生斷裂的過程中所吸收。擺錘的起始高度與它沖斷試樣后達到的大高度之間的差值可以直接轉換成試樣在沖斷過程中所消耗的能量,試樣吸收的功稱為沖擊功(Ak)。采用系列沖擊試驗,即測定材料在不同溫度下的沖擊吸收功,可以確定其韌脆轉變溫度,即當溫度下降時,由韌性轉變成脆性行為的溫度范圍,在Ak-T曲線上表現為Ak值顯著降低的溫度。曲線沖擊功明顯變化的中間部分稱為轉化區,脆性區和塑性區各占50%時的溫度稱為韌脆轉變溫度(DBTT)。當斷口上結晶或解理狀脆性區達到50%時,相應的溫度稱為斷口形貌轉化溫度(FATT)。脆性斷裂:材料在低溫斷裂時會呈現脆性斷裂,所謂脆性斷裂即材料在極微小甚至沒有塑性變形及其預警的情況下所發生的斷裂,低倍放大鏡下斷口形貌往往是光亮的結晶狀。
展開 金屬材料力學性能檢測
拉伸檢測(拉伸試驗)是指在承受軸向拉伸載荷下測定材料特性的試驗方法。
利用拉伸試驗得到的數據可以確定材料的彈性極限、伸長率、彈性模量、比例極限、面積縮減量、拉伸強度、屈服點、屈服強度和其它拉伸性能指標。測定材料在拉伸載荷作用下的一系列特性的試驗,又稱抗拉試驗。它是材料機械性能試驗的基本方法之一,主要用于檢驗材料是否符合規定的標準和研究材料的性能。拉伸試驗可測定材料的一系列強度指標和塑性指標。強度通常是指材料在外力作用下抵抗產生彈性變形、塑性變形和斷裂的能力。材料在承受拉伸載荷時,當載荷不增加而仍繼續發生明顯塑性變形的現象叫做屈服。產生屈服時的應力,稱屈服點或稱物理屈服強度,用σS(帕)表示。工程上有許多材料沒有明顯的屈服點,通常把材料產生的殘余塑性變形為0.2%時的應力值作為屈服強度,稱條件屈服極限或條件屈服強度,用σ0.2表示。材料在斷裂前所達到的大應力值,稱抗拉強度或強度極限,用σb(帕)表示。
塑性是指金屬材料在載荷作用下產生塑性變形而不致破壞的能力,常用的塑性指標是延伸率和斷面收縮率。延伸率又叫伸長率,是指材料試樣受拉伸載荷折斷后,總伸長度同原始長度比值的百分數,用δ表示。斷面收縮率是指材料試樣在受拉伸載荷拉斷后,斷面縮小的面積同原截面面積比值的百分數,用ψ表示。條件屈服極限σ0.2、強度極限σb、伸長率δ和斷面收縮率ψ是拉伸試驗經常要測定的四項性能指標。此外還可測定材料的彈性模量E、比例極限σp、彈性極限σe等
展開 塑料樣條的制備條件對力學性能檢測準確性的研究
三、標準檢測樣條制備
塑料樣條制備的標準化是材料性能檢測準確性的基石。力學測試中的重復性波動常源于材料特性差異與制樣環節偏差,國高材檢測中心依托30年高分子材料檢測經驗,通過原料預處理、模具精度控制、注塑參數優化,實現同批次樣條力學數據離散度低,顯著提升檢測可靠性。
技術 | 熱處理工藝對TC18電子束焊焊接接頭力學性能的影響
焊后,根據HB5484—1991標準,采用X射線探傷檢測焊縫內部質量,所有焊縫均達到Ⅰ級焊縫標準。選擇多個焊接試樣,分別采用普通退火、去應力退火、雙重退火熱處理工藝進行焊后熱處理。
所選擇的普通退火工藝:750℃,保溫2h,爐冷至350℃,空冷;去應力退火:650℃,保溫4h,空冷;雙重退火:熱處理工藝為835℃,保溫2h,爐冷至750℃,保溫2h,空冷+600~630℃,保溫4h,空冷。對經過不同熱處理的焊接接頭,測試母材及接頭的拉伸和沖擊性能,對獲得的數據進行比較分析,優選出合理的焊后熱處理工藝,再用該焊后熱處理工藝處理一批焊縫,然后進行疲勞性能研究。
2.3 力學性能試樣制備
經過熱處理的焊縫,根據需要檢測的力學性能,分別采用不同標準,截取力學性能檢測試樣。所有試樣取樣位置如圖1所示,焊縫位于試板中間。
根據GB/T228—2002取拉伸試樣并試驗;根據GB/T229—2002標準,截取V形缺口標準試樣并進行試驗;根據HB5287—1996《金屬材料軸向加載疲勞試驗方法》,加工疲勞試樣,整個試驗在QBG-100高頻疲勞試驗機上進行,試驗條件見表2。
三、 試驗結果及分析
3.1 TC18鈦合金接頭拉伸力學性能
對經過不同熱處理工藝的TC18電子束焊焊縫,檢測其拉伸力學性能,表3為TC18鈦合金母材及電子束焊接接頭經過不同熱處理工藝后的拉伸力學性能數據。
從表3中的數據可以看出,在經過普通退火和去應力退火后,焊接接頭的抗拉強度和屈服強度均略低于母材的,斷面收縮率和斷后伸長率均與母材的相近。雙重熱處理后,焊接接頭的抗拉強度和屈服強度均高于母材的,斷面收縮率和斷后伸長率均小于母材的。
展開 汽車物理按鍵力學檢測要點
轉矩:檢測旋鈕旋轉過程中的起始轉矩、最大轉矩和轉矩波動。均勻且合適的轉矩能讓駕駛員輕松、精準調節功能,如汽車收音機音量旋鈕,轉矩一般控制在合適范圍,使調節輕松且不會因過小導致誤調節 。
旋轉角度:確定旋鈕可旋轉的角度范圍,保證駕駛員能通過旋鈕實現所有功能調節,同時避免因角度過大或過小影響操作便利性。
5、推拉部件受力檢測:對于一些具有推拉功能的部件,如某些汽車的儲物盒開關等,需要檢測其推拉過程中的受力情況,包括起始拉力、最大拉力、滑動摩擦力等,確保操作的順暢性。
進行嚴格的測試與驗證
1、實驗室模擬測試:在實驗室搭建模擬汽車實際使用環境的測試平臺,對按鍵和旋鈕進行多種工況測試。模擬不同溫度、濕度、振動條件下按鍵和旋鈕力學性能,檢測傳感器和算法準確性。如對汽車中控觸屏按鍵,在駕駛仿真系統中測試不同尺寸按鍵,收集安全性和用戶體驗主客觀數據,評估按鍵交互特性,為設計提供參考。
2、實際道路測試:在實際道路行駛中測試按鍵和旋鈕力學感知檢測系統。通過大量實際駕駛場景,收集不同駕駛習慣、路況下的力學數據,驗證檢測系統在真實環境中的準確性和可靠性。及時發現并解決實驗室測試未暴露的問題,如車輛行駛振動對檢測準確性的影響。
3、對比測試:將新的檢測系統與現有成熟檢測系統對比,評估性能優劣。通過對比不同系統對同一按鍵或旋鈕力學感知檢測結果,分析差異,找出新系統不足并改進。如研究不同類型旋鈕旋轉性能時,通過對比實驗,測量旋轉準確性、精度等指標,評估不同設計的優劣,為優化提供依據。
對汽車物理按鍵力學感知類檢測是一個涉及多方面技術和知識的領域,通過精確的檢測和合理的設計優化,能夠為駕駛員提供更加安全、舒適的操作體驗,推動汽車人機交互系統的不斷發展。
展開 大厚板高效組合焊接工藝方法研發
②端部檢測。焊縫始終端以及?;〔课?,要采用非破壞檢測(RT或UT),檢查有無缺陷以及確認缺陷尺寸,采用氣刨去除缺陷,用FCAW或SMAW焊接方法返修焊接。
③引弧板。引弧板長度至少要50mm。引弧板與母材同厚度,開相同坡口。④焊接時,風會造成保護氣體紊亂使焊縫產生氣孔缺陷,以及因空氣中的氮侵入而造成接頭性能低下,故需采取必要的防風措施。
3. 工藝試驗及認可
(1)試驗材料
試板及焊材如表1所示 。
(2)焊接參數
焊接位置為3G,具體焊接參數如表2所示。
(3)試驗結果
試驗按照LR、CCS船規和在驗船師現場監控下進行,結果如下。
NDT及結果:PT結果為正反面焊縫邊緣整齊,表面光順,無任何表面缺陷;UT結果為所有焊縫經超聲波檢測全部合格(滿足ISO5817 B級);MT結果為正反面焊縫磁粉探傷檢測后,無表面焊接缺陷。
力學性能檢測及結果:依據規范要求,對焊接接頭進行拉伸、彎曲、沖擊、宏觀和硬度檢測,宏觀試樣如圖2所示,數據匯總如表3所示。
(4)認可結論
經對試驗焊接接頭進行NDT和力學性能檢測,結果滿足船級社規范要求,通過工藝認可。
(5)效率對比
以某板厚1m長焊縫為例,采用雙面FCAW焊接時需要焊接時間為250min;采用組合焊接方法時,EGW需要焊接時間為18min,FCAW需要焊接時間為125min,合計需要焊接時間143min。采用組合焊接方法比原雙面FCAW焊接節省焊接時間近43%。
4. 結語
試驗研發的FCAW+EGW組合焊接方法,既充分發揮了EGW焊接的高效率優勢,又適應當前的鋼板特點,是一種焊接效率高、可行性大的新焊接工藝技術。
展開 汽車制動性能路試檢測方法
汽車制動性能是確保道路行駛安全的一個重要指標,它不僅決定了車輛在突發情況下是否能夠及時減速停車,也對車輛的操控穩定性有著直接影響。只有擁有良好制動性能的車輛,才能在緊急情況下避免事故的發生,從而保障乘員和行人的生命安全。因此,汽車制動性能的檢測在汽車設計和生產中占據了至關重要的地位。然而,制動性能的檢測并非易事,它需要精確的設備和專業的技術手段。現代汽車制動性能檢測主要采用路試檢測法,這是一種通過實車路試,獲取汽車制動性能參數的方法,能夠更真實地反映汽車在實際行駛中的制動性能。路試檢測法的主要檢測參數包括充分發出的平均減速度、制動協調時間、制動初速度、制動距離、踏板力和制動穩定性等。目前,常用的路試檢測設備包括便攜式制動性能測試儀、非接觸式速度儀以及利用GPS技術進行的檢測等。
汽車制動性能路試檢測方法
檢測參數
路試檢測法的主要檢測參數分別為:
a)采用便攜式制動性能測試儀檢測時的主要檢測參數為:充分發出的平均減速度、制動協調時 間 、制動初速度 、制動距離 、踏板力、制動穩定性 。
b)采用非接觸式速度儀檢測時的主要檢測參數為:充分發出的平均減速度 、制動初速度 、 制動距 離 、速度 、踏板力 、制動穩定性。
c)采用GPS技術檢測時的主要檢測參數為:充分發出的平均減速度 、加/減速度 、 速度 、 制動協調 時間 、 制動距離 、制動穩定性。
展開 
原位納米力學測試系統——材料微觀力學性能
材料微觀力學性能原位測試儀器具有:微觀、原位、復合載荷、多物理場耦合四大特點,其中復合載荷、多物理場耦合特點在傳統宏觀力學測試儀中有應用,微觀、原位是不同于傳統宏觀力學測試試的特點。微觀測試:宏觀測試 傳統力學測試,(原位納米力學測試系統)針對的都是宏材尺度試件;微觀測試 微納米級;納米尺度下對試件材料進行力學性能測試;微納米力學測試相比于傳統的力學測試在測試精度上有著本質的提升,(原位納米力學測試系統)使得人類可以從更為微觀的理解材料的力學性能與微觀未知世界。原位:對材料進行力學性能測試中,通過掃描電子顯微鏡等儀器對載荷作用下材料變形損傷進行全程動態監測的一種力學測試新技術。(原位納米力學測試系統)原位測試儀器:在顯微成像設備的腔體內進行試驗材料拉伸/壓縮力學性能測試的系統;(原位納米力學測試系統)獲得彈性模量、屈服極限及破壞極限等重要力學參數;并結合顯微成像設備的圖像記錄功能材料的損傷變形、裂紋產生等力學行為分析。 (原位納米力學測試系統)離位測試:試驗機對材料試作進行拉伸試樣;由試驗機繪出載荷-伸長曲線,進而得到載荷作用下應力應變曲線圖;拿經過拉伸試驗的試件去掃描電鏡進行放大觀察分析,(原位納米力學測試系統)電鏡將試件放大到5000倍觀察即是微觀級別,放大到10000倍是納米級別。
納米力學主要研究納米尺度物質的力學性質和動力學問題,有非常廣泛和重要的科研和應用價值。傳統的力學系統通常由牛頓力學描述,(原位納米力學測試系統)而納米力學可以實現傳統力學體系無法實現的功能和動力學特性,近年來受到了廣泛的關注。產生超強非線性效應和非對稱的振動傳播,(原位納米力學測試系統)對未來該領域的基礎和應用研究起到了重要推動作用。 眾所周知,胡克定律是支配力學系統的重要規律,其可以表述為對于微小的形變,力學系統的響應是線性的。
展開 電動汽車鋰離子電池安全性能檢測淺析
0 引言
鋰離子電池性能檢測是提高其安全性與可靠性的有效舉措。目前世界范圍內各組織均已制定或研討有效的方法標準對電池的安全性能進行檢測。2009年美國頒布的SAEJ2929:2013標準《電動和混合動力電池系統安全標準》涉及到電池組和整車級別的安全性檢測;2014年國際標準化組織(ISO)制定了標準ISO12405-3:2014《電驅動車輛-鋰離子電池動力包及系統檢測規程第3部分:安全性要求》針對電池組以及電池系統的安全性提出了要求,為汽車廠指明了可選擇的檢測項目以及檢測方法;2015年中國發布了GB/T31467.3-2015《電動汽車用鋰離子動力蓄電池包和系統第3部分:安全性要求與檢測方法》標準,主要圍繞電池單體以及模塊提出了檢測要求,給我國電動汽車檢測提供了方法。
作為鋰離子電池性能檢測中最重要的安全性能檢測,一直是人們關注的重點和難點,本文通過調查分析國內外標準關于過充電保護、過放電保護以及短路保護等安全性能檢測的異同點,旨在建議我國關于鋰離子電池安全性能檢測的發展趨勢,有效預防安全事故的發生,促進鋰離子電池行業的健康發展。
1 電氣安全性
1.1 過充放電
過充放電檢測是檢查過充電與過放電保護系統的功能性。該功能系統能夠實現控制充放電電流的過載從而達到保護工作狀態的電池設備免遭荷電狀態超越最大極值或者低于最低極值誘發安全事故。
電池組或者電池系統與整車級別的過充放電檢測是有差異的。GB/T31467.3-2015明確提出鋰離子動力蓄電池包和系統的過充放電保護檢測,充電與放電保護的檢測對象是工作狀態的所有檢測系統,檢測電流倍率為1C,截止條件為電池的管理系統能夠發揮應有的作用或者達到實驗的終止條件。
展開 精沖鋼微觀組織對其力學性能和精沖性能影響的多尺度模擬研究
為了研究精沖鋼不同微觀組織對精密沖裁工藝的適應性,分別建立基于材料組織的微觀代表性體積單元(RVE)模型和基于子模型法的RVE——宏觀有限元耦合多尺度模型,研究了球化退火后材料基體中滲碳體顆粒不同直徑、體積分數以及碳化物帶分布特征對拉伸、剪切力學性能和精沖性能的影響。
精密沖裁工藝是在很小的凸凹模間隙下,利用精沖凸凹模、反頂凸模及V形齒圈的共同作用使沖裁變形區處于較高的三向壓應力狀態,材料延遲斷裂的時間顯著延長,進而獲得高質量沖裁斷面。與傳統板料沖裁方法相比,精沖工藝條件更為嚴苛,對所用板材的要求也更高。目前,最常用的精沖材料是精沖用低碳鋼板,通常經歷熱軋、冷軋、退火處理等工序得到。
代表性體積單元(RVE)常被用于模擬研究具有多相微觀組織的材料性能,如材料的流動應力曲線、損傷和斷裂特性等力學性能。將RVE模型作為子模型,并結合宏觀有限元模擬得到的某單元位移場變化,構建宏觀—微觀模型,可實現對復雜成形工藝關鍵位置處不同微觀組織變形行為的模擬。
本文通過數值模擬研究了精沖鋼不同的微觀組織對其力學性能和精沖性能的影響。首先,針對球化退火后的滲碳體顆粒直徑、體積分數、分布狀態以及未退火的珠光體組織,分別建立了不同的RVE模型;其次,對不同微觀組織模型施加拉伸、剪切邊界條件進行數值模擬研究;再次,基于子模型法,在精沖試驗宏觀有限元模型中提取剪切變形區中心位置單元的位移歷史作為RVE模型的邊界條件,構建宏觀—微觀模型以探究不同微觀組織對精沖性能的影響;最后,通過對比分析模擬所得的子模型單元失效情況與實際精沖試樣的掃描電鏡(SEM)觀察結果,驗證模擬的準確性。
精沖鋼的微觀組織
精沖工藝相同時,精沖材料的性能很大程度上決定了精沖質量。如前所述,精沖用低碳鋼板因原材料、軋制工藝、退火工藝等的差異,導致材料的微觀組織及性能也會存在差異。
展開 離軸干涉系統 | 賦能超表面性能精準檢測
該裝置相位測量精度達 0.05rad(<3°),展現出良好的性能。
幾何相位與傳輸相位的超透鏡(來自原文)
利用該裝置,研究團隊對幾何相位超表面和傳輸相位超表面開展測試。結果顯示,超表面整體性能與理論設計相符,但邊緣因相位梯度大存在明顯偏差。此外,通過離焦像差最小化方法可測定超透鏡焦距,所得相位分布數據還可用于計算 PSF、OTF、MTF 等重要光學參數,為超表面的性能評估與優化提供了全面的數據支持。
相位與波像差測量結果(來自原文)
OAS 光學分析軟件的超表面設計功能非常便捷,該功能將構建更為高效、精準的超表面設計流程,進一步推動光學領域的發展。OAS 光學分析軟件已在超表面設計中展現卓越效能,為科研人員和工程師提供技術保障。
展開