摩擦对大型等通道转角压最大挤压载荷的影响

采用Deform-3D有限元软件对大型等通道转角压(Equal channel angular pressing,ECAP)进行动态计算仿真模拟,并进行试验研究,重点考察变形体与模具间摩擦因数和模具水平通道扩口直径对挤压载荷的影响。模拟结果表明,剪切摩擦模型适合用于ECAP变形仿真模拟计算,摩擦因数对大型ECAP的最大挤压载荷具有很大影响,随着摩擦因数的增加,最大挤压载荷急剧增加;摩擦因数μ=0.6(近似于铝和钢干摩擦)时的挤压载荷是摩擦因数为0时挤压载荷的5.1倍;增加出口通道扩口端的直径,当μ<0.6时,对最大挤压载荷几乎没有影响,而当μ>0.6时,可以明显降低最大载荷值,但也不是出口通道扩口直径越大其对应的挤压载荷就越小。试验研究表明,大型ECAP必须想办法降低摩擦才能实现批量化生产,试验和仿真的最大挤压载荷吻合。

背压对等径角挤压坯料变形的影响

采用有限元方法研究了背压对1100A l等径角挤压的影响.分析了坯料的变形、等效应变分布、最大主应力及变形载荷的变化.模拟结果表明,通过在出口通道施加背压,提高了坯料充填模具外侧拐角的能力,使得坯料横截面上等效应变分布更加均匀;坯料在变形过程中的最大主应力降低;但变形载荷随背压的增加不断增加.分析得出,施加适当的背压有助于提高坯料的变形均匀性,降低坯料表面的开裂倾向.

残余试样对等径角挤压过程的影响

使用DEFORM 3D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。

模具底部滑动对ECAP变形挤压载荷和应变的影响

采用Deform-3D软件对变形体在水平滑动结构ECAP模具内变形行为进行了有限元模拟,重点研究了水平滑块运动速度与挤压杆下行速度之间的比率(v2/v1)、变形体与模具底部滑动结构之间的摩擦系数对最大挤压载荷和应变的影响规律。结果表明:随着v2/v1的增加,最大挤压载荷总是呈下降趋势;最大挤压载荷与变形体主要变形区截面等效应变近似呈Boltzman函数规律变化;工件与模具底部滑动结构之间的摩擦系数对最大挤压载荷和应变的影响与v2/v1值有关。

纯铝T型等通道变形有限元模拟研究

对纯铝T型等通道变形(T-ECAP)进行了三维DEFORM有限元模拟分析和实验验证,研究了摩擦系数和挤压速度对载荷-位移曲线、应力应变分布的影响规律。随着摩擦系数的增加,T-ECAP变形最大载荷增大,模拟载荷-位移曲线与实测曲线的变化趋势基本一致,分析了实测结果偏离模拟结果的可能原因。变形区的等效应力数值大于其他部位,挤压速度对变形区中的最大等效应力影响不大。等效应变主要分布在变形区和坯料底部的中心区域,且最大等效应变集中在坯料底部的中心区域。

超声波加载方式对等径角挤压工艺的影响规律

采用DEFORM-3D软件建立了超声波辅助等径角挤压有限元模型,模拟不同超声波加载方式、超声波振幅和试样尺寸对等径角挤压工艺的影响,获得了不同工艺参数对6063铝合金成形载荷的影响规律,揭示了超声波在等径角挤压过程中的作用机理。以6063铝合金为试验对象,进行了超声波辅助等径角挤压试验。结果表明,在等径角挤压过程中施加超声振动可有效降低材料的成形载荷,同时施加横向和纵向超声波振动对成形载荷的降低效果最好,其次为单一纵向超声波振动,单一横向超声波振动对成形载荷的降低效果最差。随着超声波振幅和材料尺寸增加,成形载荷的降低值变大。

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载荷的影响。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。

循环载荷下ECAP纯铜应力三轴度的分布

应力三轴度是决定金属损伤演化的关键因素。为了了解应力三轴度在细晶组织中的分布情况,通过电子背散射衍射法(EBSD)获得8道次等径角挤压(ECAP)纯铜的微观组织信息;并基于晶体塑性有限元法建立代表性的体积单元,探讨8道次ECAP纯铜在循环载荷下应力三轴度的分布现象与规律。结果表明:在循环加载初期应力三轴度的分布是不均匀的,循环加载20圈后,分布不均匀程度增大;极大和极小的应力三轴度多分布在晶界处,通常是软取向、硬取向晶粒相邻的情况。

ECAP过程中载荷变化规律的有限元模拟

等通道转角挤压(ECAP)是一种制备超细晶粒材料的新技术。为了掌握AZ31镁合金在ECAP过程中的力学变化规律,利用刚塑性有限元技术对AZ31镁合金的等通道转角挤压过程进行了数值模拟,分析了载荷在挤压过程中的变化规律及产生变化的原因。结果表明:AZ31镁合金的ECAP过程大致分为载荷快速增加,载荷缓慢增加,载荷基本稳定三个阶段;载荷峰值随摩擦因数的增大迅速增大,应采取有效的润滑措施减小摩擦从而降低载荷峰值,提高冲头的抗失稳能力;随着摩擦因数的增大,载荷在达到峰值后下降趋势越来越明显。

氮磷钾肥对大白菜产量及养分吸收的影响

采用随机区组排列,设常规施肥和配方施肥2个水平,研究氮磷钾肥对大白菜产量及养分吸收的影响。结果表明:大白菜的测土配方施肥区氮、磷、钾肥利用率分别较常规施肥区高4.86、1.71、3.73个百分点,其产量也明显高于常规施肥区。

304奥氏体不锈钢在新型挤压模具下的仿真分析

通过运用设计的3种新型等通道转角挤压模具,结合现有关于等通道转角挤压的研究,对304奥氏体不锈钢材料进行三维有限元模拟,研究了挤压过程中的载荷曲线变化、等效应力以及等效应变分布。结果表明,挤压方式的改变不会影响凸模载荷的大小;同时,对比了3种不同挤压方式下模具的等效应力、等效应变后发现,旋转90°工艺的等通道转角挤压模具的等效应力值最小,使其在转角处发生拉毛的概率最小,对模具损伤也最小,并且其等效应变值最大,对试样的细化效果最好。最后,通过采取点跟踪的方式绘制应变点循迹图,更直观地论述了旋转90°工艺的等通道转角挤压模具更具有实用价值,也为今后开发实用型的等通道转角挤压模具的设计提供了理论支撑。