摩擦对多轴压缩工艺的影响

采用刚塑性有限元法研究了摩擦对多轴压缩过程中压缩载荷、等效应变以及损伤值的影响.结果表明,随压缩次数的增加,最大压缩载荷不断增大;坯料内部等效应变分布呈环状,中心部位最大,外部最小:坯料破坏易于发生在与压缩后坯料最长轴垂直的侧表面鼓形处.在压缩次数相同的情况下,随摩擦系数的增加,最大压缩载荷不断增加,等效应变分布的不均匀性增加,坯料损伤值增加.以上结果说明摩擦对多轴压缩过程是不利的,应采取适当的润滑措施降低摩擦力的影响.     

通道宽度比对侧向挤压坯料变形的影响

采用刚塑性有限元研究了不同通道宽度比侧向挤压时材料的变形分布、载荷及速度场。结果表明,随通道宽度比的增加,等效应变较大的区域逐渐由坯料的上部转到下部。宽度比为2时,通道拐角外侧坯料存在少量变形死区,使坯料下部变形严重。随通道宽度比的降低,坯料中变形较均匀的区域减小,拐角处间隙增大。当宽度比为0.67时,坯料产生明显畸变。挤压过程中的最大载荷随通道宽度比增加而增加。     

工艺路线对等径角挤压变形均匀性的影响

等径角挤压被认为是制备块体超细晶材料最有前景的工艺方法之一.采用刚塑性有限元法分析了不同路线多道次等径角挤压后的等效应变分布.结果表明:一道次等径角挤压后坯料中间主要变形区下部坯料的等效应变较低.A路线多道次挤压后,变形更加不均匀,上下表面的等效应变差值增大;C路线挤压后等效应变分布呈上下表面小,中间较高的分布特征,且随挤压次数的增加,中心和上下表面的等效应变差异增大.B_c路线多次挤压后的等效应变分布较均匀,等效应变较高的区域应变相差较小且所占区域较大.模拟结果对于等径角挤压工艺的制定可起到指导作用.     

工艺参数对弯管接头模锻质量的影响

主冲头速度、坯料初始温度、坯料与模具间的摩擦系数是影响弯管接头模锻质量的重要参数。本文分别研究了主冲头速度对锻件等效应变的影响,坯料初始温度对锻件温度分布的影响,坯料与模具间的摩擦系数对锻件等效应变的影响,并获取了最佳工艺参数,对比了改进前后主冲头载荷随锻造时间的变化规律。结果表明,改进的工艺能显著降低冲头的载荷值。     

SiCp/Al复合材料圆柱体镦粗过程的有限元模拟

运用有限元软件Abaqus对Si Cp/Al复合材料进行三维热力耦合模拟,分析了各变形工艺参数对Si Cp/Al复合材料圆柱体镦粗过程的损伤场、应变场和温度场的影响规律,强调了鼓形区裂纹的出现。利用Origin软件对不同摩擦系数下坯料的等效应变值和载荷行程值进行数据处理,并观察其变化规律。结果表明:变形量对坯料的损伤场、应变场和温度场有显著影响,当变形量为20%和30%时,锻件鼓形区不出现裂纹,变形量增加到40%时,鼓形区出现裂纹,而摩擦系数对温度场和损伤场的影响较小,随着摩擦系数的增大,中心等效应变值和载荷值也增大。     

ECAE法制备铜铝双金属复合棒材数值模拟与试验研究

利用Deform-3D有限元软件对铜铝双金属复合棒材室温4道次B_C路径ECAE变形过程进行模拟，研究了金属流动、挤压载荷、等效应变以及平均应力的分布及变化规律；并在自行设计的模具上进行了试验验证，成功制备出铜铝双金属复合棒材，对变形材料进行了物理网格试验及组织性能测试。结果表明，ECAE工艺下铜铝双金属复合棒材内部存在剧烈剪切变形区，复合坯料由不稳定变形逐渐过渡为均匀协调变形，材料内部处于理想的三向压应力状态，静水压力较高，界面处金属结合紧密。4道次ECAE挤压后，铜铝双金属复合坯料整体变形相对均匀，平均累积等效应变量为4.49。随着挤压道次的增加，载荷峰值不断增加，同时复合坯料内部显微硬度不断升高，但包覆层增幅大于芯部材料。     

应变速率对7050铝合金塑性成形性能与动态再结晶的影响

利用刚粘塑性有限元与动态再结晶演化热力耦合的方法,进行了7050铝合金热压缩过程变形与动态再结晶的热力耦合模拟,讨论了应变速率对7050铝合金塑性成形与动态再结晶的影响.模拟结果表明,热变形过程中,试样的各个部位的变形分布不均匀,心部的等效应变最大,变形的不均匀性随应变速率的增大而增大,但是变化的程度不大;试样内部各部位的应力大小分布不均匀,随应变速率的增大,最小应力值由自由变形的鼓形区域逐步向心部移动;动态再结晶品粒尺寸标准偏差随应变速率的增加而减小.     

压实轮压下量对宽铜带连续挤压过程的影响

利用DEFORM-3D软件,对宽铜带连续挤压的压实轮压下过程进行数值模拟,获得坯料在不同压下量下的等效应力、等效应变、温度和挤压轮扭矩的分布情况.结果表明:在同一压下量下,坯料的等效应力和等效应变在压实轮压下过程中都逐渐增加;当金属进入到轮槽内并与挡料块接触间,坯料的等效应变保持不变,而等效应力则急剧降低;当金属流人到腔体内时,坯料的等效应变又急剧增加.随着压下量增加,在整个连续挤压过程中坯料的等效应力、等效应变、温度和挤压轮扭矩都增加.通过点的跟踪分析和挤压轮扭矩分析可知,压实轮压下量为6 mm时更适合宽铜带连续挤压.     

304不锈钢四通件热挤压成形规律研究

基于Deform-3D有限元软件,建立了某规格304不锈钢四通件挤压成形热力耦合有限元模型,揭示了成形过程中载荷行程曲线及应变场、坯料损伤的分布规律,得到了挤压该规格四通件挤压设备吨位.研究结果显示,高应变值主要集中在坯料金属流经垂直冲头的区域,坯料金属损伤随挤压不断减小,内表层表面质量得到提高.所挤压的304不锈钢四通件表面光洁,无裂纹、无毛刺及明显划痕,四通件内表面光洁度优于外表面,内表面光洁度沿着管部从外侧向中心不断得到提高.该研究为三通件多向加载成形工艺参数的优化以及缺陷的控制,提供了指导.     

微反挤压数值模拟与实验研究

将退火后的T2紫铜圆柱坯料进行常温压缩实验,根据所得应力应变曲线,采用DEFORM-3D模拟杯壁厚度为0.5mm的杯形件的微反挤压成形过程。研究了凸模速度和摩擦系数对材料等效应变分布和凸模载荷的影响。结果表明,凸模速度越大,材料等效应变差值越大,变形越不均匀,但对凸模载荷无明显影响。摩擦系数越大,材料变形越不均匀,且凸模载荷明显增加。根据模拟结果选择合适的工艺参数进行微反挤压实验,实验所得杯形件晶粒变形较均匀,与模拟结果较吻合。