塑性流动挤出切削制备梯度结构铝薄板的仿真分析

塑性流动挤出切削(plastic flow machining,PFM)工艺是一种新型的大塑性变形(severe plastic deformation,SPD)工艺,所制备的铝薄板沿厚度方向呈现明显应变梯度,且晶粒尺寸由一侧的超细晶粒逐渐过渡到另一侧的粗大晶粒。这种梯度结构铝薄板兼顾了高强度与高塑性,具有很好的应用前景。在PFM工艺中,模具结构对梯度结构薄板成形起到了关键甚至决定性的作用,但目前缺少相关研究。采用控制变量法,通过有限元模拟不同模具结构下梯度结构铝薄板的成形。结果表明,梯度结构铝薄板的侧向挤压比x、左侧等效应变ε_(L)及右侧等效应变ε_(R)均与模具的开口圆角R及挤压角度C的取值密切相关,且x随着R及C的增大而减小。此外,当R为1.5 mm、C为120°时,ε_(R)与ε_(L)之差最大。