Φ6 mm-2A10铝合金棒材电磁镦粗变形机理数值仿真研究

目的针对块体材料在高应变速率成形过程中应力、应变结果等很难获得的情况,通过数值模拟方法揭示其变形机理。方法将电磁成形技术和镦粗工艺相结合,建立电磁镦粗电磁场-力场数值耦合模型,同时进行相应的工艺试验,通过对比仿真和试验得到的鼓形特征验证模型的准确性,利用数值模型获得电磁镦粗的加载特性,分析电磁镦粗试样内部的应力和应变状态。结果电磁镦粗试样的数值模拟结果与试验结果的最大径向相对误差为5.1%,平均径向相对误差为2.84%;驱动片上磁压力的峰值在时间上大致位于第1个周期的1/4处,在空间上大致位于驱动片半径的5/8处;冲头的最大冲击速度达13.9 m/s,在该冲击速度下电磁镦粗试样内部的应变速率达7700 s^(-1);电磁镦粗试样内部的金属塑性流动不均、不同区域的应力状态差异和绝热温升所导致的应力-应变分布与常规镦粗的类似。结论证明了所建立的电磁镦粗电磁场-力场数值耦合模型的准确性和电磁镦粗工艺的可行性。