材料塑形變形的案例
主動變形智能復合材料設計與變形模擬報告
主動變形智能復合材料
設計與變形模擬報告
主動變形智能復合材料
設計與變形模擬報告 ￥19.89
在通電條件下，MFC發生電能-機械能轉換，驅動結構復合材料發生變形。主動變形智能復合材料的變形能力與MFC的性能、結構復合材料的厚度、鋪層方向等因素有關。復合材料的優勢是其結構包括鋪層的可設計性，因此，需進行鋪層設計及變形模擬方面的工作，為后續實驗研究提供理論指導。
二、研究內容
本項目以復合材料層合板+MFC復合后的材料為研究對象，以復合材料層合板的力學性能、MFC的基本性能為輸入，以復合材料層合板+MFC復合后的材料最大彎曲角度為2°為目標，進行鋪層設計和變形仿真模擬。建立厚度、鋪層方式與變形角度的關系，篩選出優化的鋪層和厚度，為下一步進行縮比典型試驗件的設計和研制提供理論指導。
展開 浙大趙騫教授團隊：基于時間編程協同光塑形能力開發的自發變形水凝膠
近年來，刺激響應材料由于其獨特的環境響應性受到研究者廣泛關注。該材料通常需要額外的刺激，如溫度、光、磁場、聲音等，以實現特定的變形行為。然而，施加這些刺激對于一些特定的應用場景（如人體、太空等環境）其實并非易事。如果存在不基于外加刺激的可控變形機制，材料的變形行為即可不受外界環境限制，從而極大地拓寬其設計空間和使用范圍。
最近，浙江大學謝濤教授與趙騫教授團隊在4D打印的啟發下，利用時間編程概念開發了無需外加刺激即可執行可控自發變形的水凝膠材料。在此基礎上，團隊通過網絡的正交交聯設計將光響應雙硫鍵引入體系中，實現水凝膠的三維塑形，以構建具有復雜形狀的功能變形器件。這種時間編程和光塑形的協同效應為水凝膠功能器件的設計提供了新思路。
該工作利用丙烯酰胺（AAm）和丙烯酸（AAc）共聚，并用含有雙硫鍵的水溶聯劑進行交聯。隨后，鋁離子被引入網絡中形成第二重離子交聯，從而制備出離子鍵和雙硫鍵雙重交聯的正交網絡（圖1）。
圖1. 水凝膠的網絡設計
離子鍵在外力作用下會發生解離重構，該過程具備明顯的時間依賴性。該研究利用了這一特性進行材料的時間編程。無光照條件下，雙硫鍵不發生動態交換，表現為穩定的化學交聯點位，因此水凝膠表現出良好的彈性。在一定的應變下，長時間的時間編程將導致體系中的離子鍵重構程度高，體系中剩余的熵驅動力小，從而回彈較慢。而短時間編程時離子鍵未來得及重構，體系的熵驅動力大，回彈較快。因此通過對編程時間調整即可控制水凝膠的回復動力學，實現時序性的變形行為（圖2）。
圖2.
展開 南林大研發生物質“改性塑形”新材料 10分鐘秸稈“變身”不用膠人造板
近日，由南京林業大學周小凡教授研發的秸稈“改性塑形”生物質新材料，能替代傳統人造板工藝中的木塑材料，并能有效提高人造板彎曲強度等基本屬性，避免使用了膠黏劑等對環境污染的化學物質，還能運用到個性家具等領域。
目前，傳統的人造板制造工藝需要膠黏劑，且膠合板、刨花板、纖維板等人造板中經常運用的木質塑料在熱解過程中容易“變形”，不能保證彎曲和拉伸強度，吸水性能差，且對環境污染和人體健康存在危害，如被棄用，像苯和甲醛等揮發性化學物易被排放到大氣中，產生臭氧，影響生物的生長和人類的健康，甚至有致癌性。
走進周小凡辦公室，便看到他辦公室上擺放著三種形態的新材料“模型”，首先是一小袋像麥粒形態的塑料顆粒映入眼簾，據了解，這就是“升級變形”前的基礎材料。據周小凡介紹，傳統的玉米秸稈是一種天然的高分子材料，但由于其熱分解溫度比較低，在280℃開始熱分解，沒有辦法利用熱塑再加工利用。新型的生物質塑料粒子溫度只需保持在120—150度之間，就可以制備出新型的生物質秸稈制品。
據了解，周小凡教授采取農忙后廢棄的棉花秸稈以及混合板皮、鋸末和木粉等木材加工剩余物，采用特殊的制備工藝，使農作物秸桿塑化，只需10分鐘，就可以研制出一款新型的生物質“改性”材料，且具有“自塑化”、“不用膠”，彎曲性能強，吸水性能高，抗霉變、無甲醛等生態環保的性能，制備無甲醛無膠黏劑高密度人造板。
現場還有一堆硬度很強、防水性能高、類似地板的“升級”木材和一張薄薄的像葉片形狀的塑料形態薄膜。
展開 選擇五金沖壓材料時要充分考慮到材料的塑性變形
冷沖壓是建立在金屬塑性變形的基礎上，在常溫下利用安裝在太力機上的模具對材料施加壓力，使用其產生分離或塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。
那么金屬的塑性變形是怎么回事呢？
在固體材料中，原子之間作用著相當大的力，足以抵抗重力的作用，所以在沒有其它外力作用的條件下，物體具有自己的形狀和尺寸。固體是由質點或微元體組成的，對固體施加外力引起的形狀和尺寸改變，伴隨著質點間距離的變化，或微元體的形狀和尺寸的變化。
如果作用物體的外力卸載后，由于外力引起的的變形隨之消失，特體能完全恢復自己的原始形狀和尺寸，則這樣的變形稱為彈性變形。如果作用于物體的外力卸載后，物體并不能完全恢復自己的原始形狀和尺寸，則所存在的殘余變形稱為塑性變形。
塑性變形和彈性變形一樣，都是在變形體不破壞的條件下進行的；
影響金屬塑性變形的主要因素通常有以個幾個因素：
1.金屬材料的成分和組織結構
2.變形溫度
3.變形速度
4應力狀態
5.材料的力學性能
影響金屬塑性變形的主要因素很多，除金屬的成分、組織結構等內在因素外，其外部因素的影響也很大。從沖壓工藝角度出發，往往著重于外部條件的研究，以便創遷條件，充分發揮材料的變形潛力，盡可能減少工序數。
正確選擇沖壓件原材料能在生產加工中起到事半功倍的做用。
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金屬材料的塑性變形
來源：材易通
abaqus彈塑性粒狀材料的有限變形
Finite deformation of an elastic-plastic granular material.rar
基于comsol的復合材料熱變形仿真分析 ￥2890
</p><p><br></p><p><img src="https://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/dialogs/attachment/fileTypeImages/icon_rar.gif"><a href="https://oss.jishulink.com/upload/201908/975a93ce59b74762879c9618aad88727.rar" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(0, 102, 204);">復合材料變形.rar</a></p><p>本模型分析了一款V型的雙層復合材料熱變形過程，雙層復合材料力學熱學性能不同，在一定的溫度作用下產生張角變形。 通過研究不同溫度，不同V型初始角度等情況下的變形，找到符合需求的邊界條件和幾何模型，指導實驗。</p><p> 本模型采用了固體傳熱、固體力學和微分代數方程。</p><p><br></p><p>復材固化的溫度邊界條件 。
展開 有限元材料的塑性變形和殘余應力
根據相關標準，零部件在運行過程中允許小范圍的塑性變形或者應力超出屈服強度不超過10%，但需考慮殘余應力對疲勞壽命的影響，這里介紹下有限元分析零件的塑性變形和殘余應力計算。
1.定義材料非線性特性，雙線性隨動強化材料。這里材料定義為Q235，屈服強度235MPa，抗拉強度450MPa，彈性模量210GPa，切向模量1.5GPa，泊松比0.3。
2.建立3d 模型，為簡化起見，建立一個長方體（10x10x100mm）
3.劃分網格，單元選用六面體單元。
4.定義邊界條件,一端固定，另一端施加30000N的拉力。這里一定要施加一個足夠大的力，以能讓材料產生塑性變形。
(至少要添加2個載荷步，以便觀察卸載之后的塑性變形和殘余應力)
5.求解，求解過程中一定要把大變形打開。
看看卸載之后的塑性變形和殘余應力，載荷卸去之后，零件仍有4.3mm的永久變形，殘余應力也達到了100多兆帕，這里主要是應為應力集中的影響。
展開 彈塑性材料分析-殘余變形計算
對于塑性材料，當結構屈服之后不能恢復原形，如果沒有設置塑性參數，其與彈性材料比較變形和應力結果都有一定差異。
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彈塑性材料分析-殘余變形計算
碳纖維復合材料平板固化翹曲變形 ￥25
碳纖維復合材料平板固化翹曲變形，內附inp文件，ODB文件及操作視頻
五金沖壓件金屬材料沖裁變形的三個階段
在這個沖裁過程中，金屬材料借助于壓力機和模具，在常溫下被施以壓力被分離成兩部分。那么金屬材料在沖裁過程中的變形過程是怎樣的呢？下面來了解下。
下面以無彈壓板沖裁過程為例來說明這一變形過程：
凸凹模間隙正常情況下，沖壓件的金屬原材料沖裁過程大致可以分為三個階段：
1）彈性變形階段
沖裁加工時，凸模的壓力作用使金屬原材料產生彈性壓縮、彎曲和拉深等變形，并被擠入凹模腔內，此時凸模下的材料略微呈拱度即鍋底形，凹模上的材料略微有上翹，間隙越大，穹彎和上翹越嚴重。在這一階段是，材料內部的應力沒有超過彈性極限，故處于彈性變形狀態，當凸模卸載后，材料即恢復原狀。
2）塑性變形階段
凸模繼續下壓，材料內的應力達到屈服極限，材料開始產生塑性剪切變形，同時因凸、凹模間存在間隙，故伴隨有材料的彎曲與拉伸變形，間隙越大變形越大。隨著凸模的不斷壓入，材料變形抗力不斷增加，硬化加劇，變形拉力不斷上升，刃口附近產生應力集中，達到塑變應力極限（等于材料的拉剪強度），材料發生塑性變形。
3）斷裂分離階段
當刃口附近應力達到材料的破壞應力時，凸、凹模間的材料先后在靠近凹、凸模刃口側面產生裂紋，并沿最大剪應力方向向材料內層擴展，使材料分離。
值得一說的是，金屬材料經過沖裁以后被分離成兩部分，一般為沖落部分和帶孔部分，若沖裁的目的是為獲得有一定外形輪廓和尺寸的沖落部分則這種沖裁工序稱為落料工序，剩余的帶孔部分就成為廢料；反之，若沖裁的目的是為了獲得一定形狀的和尺寸的內孔，則沖落分就成為廢料，帶孔部分就成為工件，這種沖裁工序稱為沖孔工序
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【推薦】材料彈塑性變形數據的參考書
《工程材料實用手冊》一套8冊？（記不清楚了）
幾乎涵蓋所有的工程材料（1989年出版），聽說有新版還沒見到。 www.simwe.com7yyI?3g*Z
材料參數VS溫度，比較全面。
化學成分
熱處理制度
疲勞曲線
簡單的加工工藝介紹
各國牌號對照表
超星上有：
工程材料實用手冊 5 塑料 透明材料 復合材料 膠粘劑
工程材料實用手冊 銅合金 精密合金 粉末冶金及無機涂層材料
VI0H ~;r%@2f
工程材料實用手冊 結構鋼 不銹鋼
工程材料實用手冊 鑄鐵 鑄鋼 碳鋼和低合金鋼
工程材料實用手冊 2 變形高溫合金 鑄造高溫合金
工程材料實用手冊 3 鋁合金 鎂合金 鈦合金
值得收藏。
展開 提高沖壓件材料伸長類變形成形極限的有效方法
沖壓件加工的過程就是金屬材料發生塑性變形的過程。沖壓件廠為了實現用最少的成形工序成形制件，必須提高材料的成形極限。
沖壓件廠家提高沖壓件材料伸長類變形成形極限的方法有以下幾種：
1.伸長類變形的拉裂是因為局部過度變薄而出現的，因此應盡量減少局部的集中變形，使總體均勻變形程度增加，如在脹形時潤滑凸模可使變形趨于均勻，采用硬化指數高的材料也能防止產生過分集中的局部變形，使脹形、翻邊、擴口等伸長類變形的成形極限提高
2.在工藝上采用變形前退火，多次成形的中間退火，來消除坯料沖裁斷面的硬化層和前道成形工序中形成的硬化，提高材料的成形極限；
3.沖壓件毛坯邊緣的毛刺、裂紋、硬化層等因素都會導致材料破裂，因此在成形前對坯料清除毛刺、整修邊緣均可減少伸長類變形的破裂現象。
展開 ls-dyna彈塑性材料拉伸變形k文件 ￥2.9
<p>如下圖所示，這是筆者自己做的彈塑性拉伸變形模型，采用ls-prepost建模，ls-dyna做求解器。
這種材料厲害了！超輕、高強、大變形、缺陷不敏感！
在論文中，研究者制備實現了同時具有超輕、高強度、大變形、缺陷不敏感的熱解碳納米點陣。
論文鏈接：
https://www.pnas.org/content/early/2019/03/12/1817309116
近二十年來，人們基于仿生設計制備了多種多樣的具有優異力學性能的微納米多孔材料。通常，人們將密度小于水密度（1 g/cm3）的材料定義為“超輕”材料。近些年，超輕材料已經成為了全世界材料科學和固體力學領域研究的熱點。如何實現材料同時具有超輕、高強度、大變形、缺陷不敏感等優異性能是現代材料設計和制造的一個巨大挑戰。
近年來，李曉雁研究組針對這一問題和挑戰，采用新型微納米制備技術制備了多種微納米力學超材料，并利用原位電鏡測試對其進行了力學表征。這些微納米力學超材料展示出了優異的力學性能。近期，李曉雁課題組采用“雙光子光刻—高溫熱解”兩步法（圖1A所示）制備獲得了Octet型（圖1B所示）和Iso型（圖1C所示）兩類熱解碳納米點陣，其中Octet型和Iso型單胞結構均是經過拓撲優化而獲得的。這些新型熱解碳納米點陣的特征尺寸（即桿的直徑）最小可以達到261 nm（圖1D、E所示），超過了目前三維光刻技術可以實現的最小分辨率極限。這些熱解碳納米點陣的密度達到0.24-1.0 g/cm3，其強度介于0.05-1.90 GPa之間。
圖1. 熱解碳納米點陣的兩步法制備及其微結構
特別引人關注的是，當點陣結構的密度約為1.0 g/cm3時，其強度高達1.9 GPa（圖2A所示）。這一強度接近于熱解碳材料固有的理論強度極限，從而導致該點陣的比強度（即強度與密度的比值）高達1.90 GPa g-1 cm3。這一比強度值比目前所有人工制備的微納米點陣材料的比強度高1-3個量級。
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