新SIMA法制备铝合金3A21半固态坯料

利用有限元模拟软件模拟不同路径下等径角挤压过程,分析材料等效应变分布情况,通过等径角挤压实验、半固态等温处理实验、金相显微镜、金相检验软件系统等实验方法和分析设备,研究铝合金3A21半固态坯料显微组织晶粒尺寸同等效应变的关系,分析不同工艺参数对晶粒等积圆直径和形状系数的影响。结果表明,随着材料经过ECAE后等效应变的增大,半固态坯料晶粒尺寸减小;随着保温时间的延长,晶粒尺寸增大、圆整度增加。     

镁合金双通道转角挤压有限元分析

基于有限元分析软件建立了双通道转角挤压模型,对AZ91镁合金挤压变形过程进行了模拟,并对挤压变形过程、等效应变、挤压力等模拟结果进行了分析。模拟结果表明:双通道转角挤压所需要的挤压力要大于传统的等通道转角挤压,通道夹角越大,挤压所需要的挤压力越小;双通道转角挤压获得的总的应变更大。     

等径角挤压Cu-10%Cr合金过程塑性

等径角挤压(EACP)能够制备具有超细晶粒的致密材料,而且其材料具有优良的机械性能.所以,等径角挤压是目前材料研究的热点之一.在本文中,建立了Eshelby等效夹杂方法的模型,并采用有限元方法对Cu-10%Cr合金的等径角挤压过程进行了模拟.研究了等径角为90°和120°时的两种模型,并对两种模型中材料的等效应变分布,瞬时应变和变形形状变化,以及截面硬度分布进行了分析.研究结果表明,等径角为120°的模型中材料的应变分布比等径角为90°的模型更加均匀;此外,两种模型中材料的硬度分布与应变分布具有较强的联系,等径角为90°的模型中,材料具有较高的硬度值和更加剧烈的硬度变化.两模型硬度最大值差别达到了8.5%.     

等径角挤压Cu-10%Cr合金过程塑性EI

等径角挤压(EACP)能够制备具有超细晶粒的致密材料,而且其材料具有优良的机械性能.所以,等径角挤压是目前材料研究的热点之一.在本文中,建立了Eshelby等效夹杂方法的模型,并采用有限元方法对Cu-10%Cr合金的等径角挤压过程进行了模拟.研究了等径角为90°和120°时的两种模型,并对两种模型中材料的等效应变分布,瞬时应变和变形形状变化,以及截面硬度分布进行了分析.研究结果表明,等径角为120°的模型中材料的应变分布比等径角为90°的模型更加均匀;此外,两种模型中材料的硬度分布与应变分布具有较强的联系,等径角为90°的模型中,材料具有较高的硬度值和更加剧烈的硬度变化.两模型硬度最大值差别达到了8.5%.     

AZ31镁合金双向挤压有限元模拟与实验分析

采用有限元软件Deform-3D模拟和实验相结合的方法对AZ31镁合金双向挤压过程进行分析.研究发现,有限元模拟能真实反映镁合金挤压变形过程中的变形行为、应力应变分布状态以及不同工艺参数对挤压力的影响,并对挤压变形过程中的墩粗阶段、转角剪切阶段和挤压比变形区域的显微组织进行了分析与讨论.     

细晶GCr15合金材料ECAE过程的数值模拟

等径角挤压(ECAE)可以在不改变材料横截面的条件下使其反复产生大的塑性变形,从而使材料的晶粒得到细化,是制备块状超细晶粒材料的有效方法.通过对GCr15钢ECAE变形过程进行数值模拟,获得了挤压过程中不同的外接圆弧角Ψ和不同摩擦系数μ对挤压载荷和等效应变的影响规律.结果表明,挤压载荷随着外接圆弧角Ψ的增加而减小,随着摩擦系数μ的增加而增大;而变形均匀性则随着Ψ和μ的增加而减小.     

Ti-6Al-4V钛合金等通道转角挤压的有限元模拟

运用有限元方法对Ti-6Al-4V钛合金等温等通道转角挤压过程进行了模拟,获得了摩擦因子、挤压角、过渡角等挤压参数对材料变形区的应变分布和挤压载荷的影响规律.结果表明:摩擦因子的增大引起局部应变集中,摩擦因子为0.5时,最大挤压载荷比零摩擦条件时提高了2.37倍;增大挤压角有利于获得均匀等效应变,减小挤压载荷,但同时减小了单次变形的应变量;减小过渡角可以扩大均匀应变区域,但过渡角过小会引起通道转角处的严重应变集中.     

挤压态FGH4096合金室温变形及临界晶粒长大研究

基于挤压态FGH4096合金圆柱和双圆锥台试样室温压缩变形及热处理实验,结合DEFORM有限元软件数值模拟,确定了挤压态FGH4096合金室温压缩临界晶粒长大的临界等效应变窗口条件,分析了挤压态FGH4096合金室温压缩临界晶粒长大机制.结果表明:挤压态FGH4096合金圆柱试样在压缩速度0.01 mm/s下的室温压缩临界等效应变窗口为0.03～0.07,双圆锥台试样在压缩速度0.05 mm/s下的室温压缩临界等效应变窗口为0.005～0.06.挤压态FGH4096合金室温压缩临界晶粒长大与合金变形量和γ'相溶解后晶界的颗粒钉扎作用消失有关,呈现为在小变形区域粗大晶粒吞噬细小晶粒的异常晶粒特征.     

镁合金管材挤压变形动态再结晶流函数法研究

为研究热挤压成形镁合金管材过程中动态再结晶现象,首先采用流函数方法建立了挤压锥杯内变形区的应变速率张量场、等效应变速率场、最小剪切应变速率场以及应变张量场等数学模型,然后通过热模拟实验测得镁合金AZ91D高温力学性能数据,计算并建立了AZ91D镁合金高温变形时发生动态再结晶的临界应变函数;结合镁合金管材挤压过程应变速率及应变场等,建立了挤压过程变形区内产生初始动态再结晶的判定准则及分布规律。最后通过经实验验证了该准则及分布规律的准确性,为实际生产工艺的制定提供了理论依据。     

ZK60镁合金型材挤压过程有限元数值模拟

本文运用DEFORM-3D平台对ZK60变形镁合金型材挤压过程进行了数值模拟.分析了变形温度(T=300℃/350℃)、变形速度(V=2、5mm/s)对合金等效应变、等效应力、温度场以及变形载荷的影响规律.结果表明:温度对等效应力影响显著,变形温度从300℃升高到350℃,合金最大等效应力从75MPa降低到55MPa;变形速度对温升影响显著,挤压速度由2mm/s升高到5mm/s,合金最大温升由81℃升高到118℃.确定了ZK60合金在挤压比为25时,适宜的挤压温度为350℃,挤压速度应在5mm/s以下.     

颤振激励条件下的反挤压有限元模拟分析

目的 针对“难成形零件”提出的电液颤振挤压成形技术,理论研究颤振对冷挤压成形的影响规律。方法 通过离散化处理颤振速度,对挤压筒和顶杆分别施加颤振激励,利用DEFORM-3D软件有限元模拟,分析比较不同颤振激励下的行程载荷、摩擦力、速度场和应力应变场。结果 在挤压成形过程中,材料流动规律会由于颤振激励的存在而发生改变,在局部区域,材料流动速度较传统挤压时有较大提高;当颤振最大速度小于挤压速度时,颤振对挤压力、摩擦力、等效应力和等效应变的影响并不显著,当颤振最大速度大于挤压速度时,颤振可降低挤压力与摩擦力,改变等效应力和应变分布,但并不影响最大等效应力值。结论 颤振激励影响材料流动规律,对挤压力、摩擦力和应力应变场的影响存在一个拐点,为电液颤振冷挤压成形技术的推广应用提供了一定理论依据。     

工艺参数对AZ31镁合金往复挤压过程的影响

运用刚黏塑性有限元法对不同工艺参数下的AZ31镁合金往复挤压过程进行了热力耦合数值模拟,研究了不同初始坯料温度、挤压速率和摩擦因数对往复挤压过程中等效应变、等效应力及温度场的影响。结果表明:在往复挤压过程中,挤压速率对等效应变峰值影响不大,随着挤压速率的增大,工件内温度峰值直线上升,温度分布不均匀程度增大,应力峰值先增加后减小;随着初始坯料温度升高,等效应力峰值呈直线趋势减小;摩擦因数对温度峰值的影响很小,随着摩擦因数的增大,等效应变峰值先增大然后趋于平稳,等效应力峰值增大,其增大幅度减小。     

挤压速度对Ti3Al基合金包套挤压过程影响的数值模拟

目的研究挤压速度对Ti_3Al基合金包套挤压过程的影响规律。方法利用数值模拟技术在Deform-2D有限元软件中模拟Ti_3Al基合金的包套挤压过程。结果挤压速度越大,坯料及包套的温度和等效应变越高,并且坯料成形的挤压比也越大;在模拟的挤压速度范围内,挤压速度对坯料的等效应力场和模具载荷影响较小。结论选择挤压速度时应使坯料温度和应变速率有良好匹配,这样可以提高坯料成形的均匀性,降低模具载荷以及坯料所受到的应力,为Ti_3Al基合金的包套挤压开坯过程提供参考。     

拖钩套筒复合冷挤压数值模拟与毛坯优化

将挤压模具视为刚体,采用有限元分析软件MARC,对拖钩套筒零件进行了冷挤压过程的数值模拟计算。根据各主要阶段等效应力及等效应变的分布,总结了挤压过程中金属材料塑性流动的规律。以最大挤压力为目标,对毛坯的尺寸进行了优化,为挤压工艺的改善提供了依据。根据计算结果,得出了挤压完成后零件所受最大主应力数值及其分布规律,为后期模具强度的研究奠定了基础。     

Development of a novel method for the backward extrusion

In this study, a new method of backward extrusion using small diameter billet is proposed. In this new process, the die setup consists of three main parts of the fix-punch, the moveable punch and the matrix. The fix-punch has been used to decrease the cross section of applied billet and finally reducing the total force of the process. To investigate the capability of this process, experimental and finite element (FE) methods were used. The results showed that the first advantageous of the new process is that the load is reduced to about less than a quarter in comparison with the conventional backward extrusion process. This higher reduction in the required force is due to reduce of the cross section of the initial billet. EF results showed that while needing lower loads, the applied plastic strain through the processed sample is about two times higher than that in the sample processed via conventional backward extrusion. This is the second advantageous of the process. Eventually, the most important advantages of the novel method of backward extrusion are the lower process force, imposing higher effective strain and a better strain homogeneity through the tube length. This new process is also very promising for producing ultra fine grained (UFG) samples because the higher level of shear strains.     

两出口环形件的冷挤压成形工艺研究

针对两出口环形件的形状特点,确定了冷挤压成形的方案,设计了零件挤压成形图,校核了挤压工序的变形程度.采用等应变分配原理,得出了分流层直径的大小,并进行了成形力和坯料尺寸的计算.冷挤压成形试验表明,采用冷挤压工艺确保零件的尺寸精度,实现了空调压缩机罩体零件的工程化批量生产,创造了可观的经济效益.     

变形的AZ91D镁合金半固态等温压缩的力学行为

为了了解等径道角挤压(ECAE)的AZ91D镁合金在半固态压缩变形中的力学特征,利用半固态温压缩实验、Gleeble1500实验机和金相显微镜对其在半固态压缩变形中的力学行为进行了研究.结果表明:ECAE的AZ91D镁合金在半固态等温压缩中变形由固相晶粒本身的塑性变形、液相包围着固相晶粒的滑动和转动构成;该材料的真应力-真应变曲线由应力激增阶段、应力下降阶段、稳态阶段和应力增加阶段组成;随保温时间的增加或变形温度的升高,获得相同应变量的真应力明显下降,稳态应力和峰值应力也明显下降;随应变速率的增加,稳态应力增加.     

双金属复合材料固相结合数值仿真研究

基于大变形弹塑性有限元理论,采用ANSYS有限元程序,通过建立合理的有限元分析模型,对Cu/Al双金属复合材料静液挤压固相结合的非稳态过程进行了数值模拟研究,得到了变形体在挤压过程中的等效应力、应变分布及相对滑动量随摩擦系数的变化情况,揭示了组元金属在静液挤压成形过程中的流动规律,指出在一定的变形量条件下,增大内外层金属之间的摩擦系数是较好实现内外层金属固相结合的主要方法.     

纯铜粉末包套挤扭成形致密的灰色预测与优化

以横截面扭转角α、螺旋角β、摩擦因子、挤压速度、初始相对密度为因子,建立正交试验设计方案,对纯铜粉末材料进行一道次包套扭挤数值模拟,以获得的平均等效塑性应变εm、平均最大损伤值δmax、平均相对密度ρm作为优化设计目标,运用追踪点法和灰色系统理论的灰色关联度优化工艺参数,使设计目标值达到等效应变最大、最大损伤值最小、相对密度最大。模拟验证结果表明,运用多目标优化参数进行挤扭成形能使纯铜粉末体变形材料迅速地形变累积,最大损伤值显著地减小,致密效率高,提高了材料综合质量。