新的等通道转角挤压工艺路径研究

等通道转角挤压(ECAP)是目前制备块状超细晶粒材料最具工业前景的工艺之一,研究ECAP变形机理从而优化工艺参数具有十分重要的意义。自主研究了一种不同于现有的挤压路径。通过塑性成形软件DEFORM-3D对Bc路径和45路径挤压过程进行模拟比较,分析了两种路径挤压过程中等效应变值及等效应力随挤压道次的变化规律。用两种路径分别对试样挤压8和16道次后,45路径产生的等效应变值均略高于Bc路径;8道次过后,45路径形成的等效应变值分布范围也比Bc路径更集中;但16道次过后,Bc路径形成的等效应变值分布范围比45路径集中。随着挤压道次的增加,两种路径形成的等效应变值的上升趋势基本一致,等效应力基本保持不变。研究表明:45路径具有细化能力强,变形剧烈和变形均匀等优点,是一种有效的新的ECAP挤压路径。     

等通道弯角多道次挤压工艺累积变形均匀性研究

通过等通道弯角挤压(Equal channel angular pressing,ECAP)工艺累积足够的变形制备块状超细晶粒材料(亚微米或纳米微观结构材料)。采用节点映射法将前一次有限元分析终了结果准确映射到下一次挤压初始阶段的相应节点,实现等通道弯角多道次挤压过程有限元分析。通过有限元模拟不同模具拐角的等通道弯角多道次挤压工艺,获得相应挤压件累积等效应变分布及其规律,为ECAP挤压件晶粒均匀细化提供合理的模具设计与工艺路线。     

新型等通道转角模具挤压AZ91D镁合金的数值模拟

设计了一种新型的等通道转角挤压模具外形并推导出了在该模具中变形工件上分布的等效应变的理论公式.基于该公式,采用3D有限元分析技术,分析了平值的变化对工件变形的应变分布和挤压所需的最大载荷的影响.模拟的平均等效应变值和理论值非常吻合,ψ=40°时,工件上的等效应变分布最为均匀;ψ的增大将导致最大载荷的逐渐减小,且下降的幅度越来越小.     

工艺路径对纯铝粉末材料多道次等径角挤扭变形的影响

结合实际变形过程,采用DEFORM-3D对不同变形工艺路径下纯铝粉末材料等径角挤扭(ECAPT)多道次变形过程进行了三维数值模拟。有限元模拟结果表明:A和C工艺路径可在较小的挤压载荷下实现有效的应变累积和均匀的变形分布,是两种较为理想的变形路径;BA和BC两种工艺路径虽然能够使变形材料累积的等效应变量大大增加,但却会造成试样变形分布的严重不均匀。电子背散射衍射(EBSD)实验结果表明,A路径下纯铝粉末材料经4道次等径角挤扭变形后,可获得组织均匀、性能优良的块体超细晶铝,材料平均晶粒尺寸约为0.8μm,抗压强度高达123.3MPa,验证了前述模拟结果的可靠性。     

铝合金Al5454ECAP挤压工艺模拟研究

利用Deform-3D软件对铝合金Al5454的ECAP式艺进行大量三维有限元模拟,得出了挤压过程中模具拐角、模具圆心角、摩擦条件与挤压速度对挤压件变形等效应力、等效应变的影响规律,从而为ECAP模具设计、工艺参数拟定提供有效的理论指导.     

等通道弯角挤压变形机理分析与工艺路线研究

等通道弯角挤压(ECAP)过程是目前制备块状超细晶粒材料(亚微米或纳米微观结构材料)最具工业前景的工艺之一,研究ECAP变形机理从而开发出具有工程化和商品化价值的工艺具有十分重要的意义。通过塑性成形软件DEFORM-3D对目前出现的多拐角ECAP以及连续ECAP等新工艺进行数值模拟,研究了各工艺挤压过程中等效应变的历史演化以及载荷-行程曲线的变化。根据有限元模拟结果,分析了各工艺挤压过程中晶粒细化机理和变形优缺点。分析结果可对ECAP新工艺的模具设计、工艺参数拟定以及挤压工艺规划提供理论指导。     

残余试样对等径角挤压过程的影响

使用DEFORM3D软件，对等径角挤压过程进行有限元模拟，通过对比分析发现，残余试样的存在使挤压需要更大的载荷，使材料应变分布更加均匀，改变了材料的外形，改善了材料在模具内的填充。根据模拟结果，等径角挤压模具设计计算应以存在残余试样的条件为准，并且提出了出口通道的斜角设计。     

新型等通道转角挤压模具优化设计

设计出一种新型的等通道转角挤压模具,推导出该模具下工件变形等效应变值的理论表达式,并应用3D有限元分析技术,分析了模具转角区的外倒角半径R和内倒角半径r的变化对工件变形的变形行为、应变分布和挤压所需的最大栽荷的影响.研究结果表明,R和r的增大都可以减小变形死区面积,但r影响更显著;R的增大将导致最大载荷的迅速减小,而r对其影响甚微.     

粘塑性挤压成形变形规律研究

为了寻求一种能全面揭示象等温和超塑性这类粘塑性复合挤压成形变形规律的方法，采用刚一粘塑性有限元对常温具有粘塑性行为的工业纯铅复合挤压进行了数值模拟。计算结果揭示了变形规律，如分流层的变化、速度场的分布、折叠缺陷的形成及原因等。计算表明，粘塑性复合挤压成形的最大变形区集中在凸模拐角处，变形分布梯度随着变形程度的增大而变小。增大变形速度、改善润滑条件有助于提高变形均匀性。对新旧网格的场变量传递、翻边现象的处理及初始速度场生成，采用有效的处理方法     

玻璃润滑剂在ECAE过程中润滑行为的有限元模拟

滑动摩擦是影响等径转角挤压(ECAE)工作载荷及应变分布均匀性的主要因素。利用非线性有限元软件MSC.Marc对玻璃润滑剂在ECAE过程中的润滑行为进行了模拟分析。以模具通道外接圆弧角Ψ的变化为分析对象,Ψ取值范围为0～90°,对玻璃润滑剂在ECAE过程中的润滑行为进行了模拟分析。计算结果表明:在剪切平面附近,随着Ψ角的增大,模具与试样之间的分离间隙及相应弧段均随之减小,且沿挤压流动反方向逐渐上移,形成明显的楔形间隙。