连续变断面体挤压过程金属的变形特征

采用铅试料，用网格法实验观测连续变断面循环挤压法挤压时金属的流动特征。研究表明，正挤压时，金属在模腔中延伸变形成圆台体，受模具形状影响，变形程度从顶端向底端逐渐减小；圆台体镦粗时金属在高度方向从顶端至底端各层沿径向流动逐渐减小，依次连续变形成圆柱体。这种变形特点使试料在变形过程中逐渐渗透达到累积的效果，并且未出现圆柱体镦粗时的鼓形现象，也未出现因失稳导致的界面叠层。     

新SIMA法制备AZ91D镁合金半固态坯

借助于等径道角挤压试验、镦粗试验、半固态等温处理等试验方法,并利用金相显微镜、SEM等试验分析设备,对原始铸坯、镦粗和等径道角挤压3种加工状态的AZ91D镁合金在等温处理过程中的微观组织演变进行了研究.通过与原始铸坯直接等温处理和镦粗后等温处理生成的半固态坯的微观组织作比较,提出了新SIMA制备AZ91D镁合金半固态坯方法.新SIMA法制备的半固态坯料的微观组织均匀,晶粒球化程度好,晶粒细小,平均晶粒尺寸在20～50 μm之间.随着保温时间的延长,新SIMA法制备半固态坯料的微观组织有长大的现象,其可用Ostwald熟化理论描述.随着等温处理温度的升高,晶粒的尺寸先增加后减小,形状系数接近1.随着材料在ECAE中获得的等效应变的增加,半固态坯料的晶粒尺寸减小.     

基于有限体积法的铜母线连续挤压扩展成形的数值模拟

对连续挤压几何模型进行简化,基于MSC.SuperForge软件平台,成功实现10mm×80mm铜母线连续挤压扩展成形的有限体积数值模拟,避免了刚塑性有限元法模拟大变形需要多次网格重划,体积损失等难题。获得了金属在模腔内的流动-应力-温度-组织耦合变化规律,详尽的分析了整个扩展变形流动过程与各物理场之间的关系,进一步探明了模腔结构对成形过程的影响。结果表明,在成形过程中,坯料最高温度约为872K,出现在坯料与挡料块接触的表面上;当趋于稳定状态时,扩展腔内坯料温度分布比较均匀一致,约为660K;坯料密度发生了明显变化,镦粗段坯料密度最高,为8.962×103kg/m3,产品成形区域坯料密度最低,在8.750×103kg/m3~8.771×103kg/m3之间。在镦粗段内,坯料与挤压轮的打滑量为32%,在镦粗前,坯料与挤压轮保持同步。坯料作用在腔体上的压力高点出现在腔体挡料块顶端,压力为473MPa。扭矩校核表明,数值模拟结果和实测结果吻合较好。     

圆环镦粗过程数值模拟应力场研究

对圆环镦粗过程建立刚塑性有限元对称模型,采用autoforge有限元分析软件对纯铝圆环镦粗过程进行了有限元模拟,获得了镦粗过程应力场的相关信息,揭示了镦粗时金属内部应力分布情况。结果表明:由于变形量、摩擦因子的不同,圆环内部应力场分布也有很大区别。变形量增大,圆环坯料的应力分布呈"Y"形,且有扩大趋势;摩擦因子增大,圆环坯料应力分布趋于不均匀,但坯料的变形方式发生改变。这些结果对制定圆环镦粗时的参数有指导意义。     

铝合金棒材反挤压金属流动特点及中心粗晶形成机理的探讨（1）

本文探讨了反挤压的坯料表层金属的流动情况和中心粗晶的成因及机理。反挤压时，金属变形集中于模孔附近，球料表层金属大都仍在制品表层；但当前端变形区的金属也参与流动时，坯料表层的金属就处于制品的次外层。中心粗晶的成因是后端死区的存在及流动的金属受堵头的摩擦和冷却作用，使以挤压后期金属流动不均所致。     

零件镦粗过程热力耦合分析

基于弹塑性有限元法对零件镦粗过程进行模拟,揭示镦粗时金属的变形、应力应变场、温度场及镦粗力的分布及变化情况,探讨工艺参数对荷载的影响规律,以及不同压下率、摩擦因数及高径比下坯料金属的流动特征。研究结论对制定与优化镦粗时的参数具有参考价值。     

复杂形状齿轮坯的预锻设计

针对两类复杂形状的齿轮坯,通过分析镦粗后坯料成形的金属流动规律,提出一种判断预锻的新方法,并在归纳大量预锻件设计实例的基础上,设计了齿轮坯预锻件的形状与尺寸。     

凹形坯料平板镦粗应力场的有限元分析

应用刚粘塑性有限元法对凹形坯料在两平板间镦粗时的应力场进行了分析, 给出了毛坯在不同侧表面母线形状时的应力随压下量的变化曲线, 并通过与圆柱体平板镦粗应力场的比较得出: 在变形过程中, 凹形坯料心部也存在两向拉应力; 母线形状选取不当将导致侧表面切向应力为正; 凹形坯料内部的应变分布较圆柱体更为均匀     

镦,挤,摆辗复合工艺实验研究与工艺参数的优化

采用物理模拟技术对镦，挤，摆辗复合工艺进行了实验研究。用视塑性法研究了变形体子午面内金属的流动规律，从而阐明变形方式，进给时、工件原始高径比、变形温度及变形量对正反挤出长度及法兰盘外缘形状的影响，对大量实验数据进行回归处理后，得出了根据产品尺寸选择最佳毛坯尺寸和最佳变形方式的经验曲线为复杂零件成形提供实验依据。     

大型饼类锻件最大拔长比的选择计算

本文根据成形镦粗前坯料高径比的要求和预镦粗后坯料高径比的条件,推导出了饼类件最大拔长比的计算公式.该公式可用于选择饼类件最大拔长比以及选择获得此拔长比的锻造工序.     

不同参数对铝合金枝杈类构件金属流线的影响及优化

通过有限元模拟软件,分析了不同参数对某铝合金枝杈类构件金属流线的影响,分析了该构件在成形过程中金属流线缺陷形成的原因.通过对坯料的高径比、挤压速度和摩擦因子3个参数进行优化,确定了最佳金属流线分布的成形方案.研究结果表明:适当增大坯料与模具之间的摩擦,可控制后期径向金属流动量和流动速度,从而有效地避免穿流缺陷的产生;较...     

铝合金方环件压缩变形规律及机理

为了揭示锻件预制坯中方环件压缩变形的机理,采用有限元模拟及试验,对7075铝合金方环件压缩过程进行分析,研究工艺条件对方环件压缩变形流动行为的影响规律。结果表明:随着方环件高度的增大,压缩变形不均匀性明显增大,金属沿径向外流量显著增多,且压缩变形后金属变形行为的复杂程度也随之增大。通过工艺实验进行了验证,所得与模拟结果吻合较好,为复杂锻件预制坯工艺的制定提供了理论依据。     

Unique microstructure and property of a 2024 aluminum alloy subjected to upsetting extrusion multiple processing

The microstructure and hardness of a 2024 aluminum alloy subjected to multi-pass upsetting extrusion at ambient temperature were studied. Experimental results indicated that with the number of upsetting extrusion passes increasing, the grains of the alloy are gradually refined and the hardness increases correspondingly. After ten passes of upsetting extrusion processing, the grain size decreases to less than 200 nm in diameter and the sample maintains its original shape, while the hardness is double owing to equal-axial ultrafine grains and work hardening effect caused by large plastic deformation.     

晶体塑性模型分析微圆柱墩粗变形尺寸效应机理(英文)

为了分析单个晶粒变形行为对微成形的影响,将自由表面的晶粒看作单晶体构建晶体塑性模型。基于率相关晶体塑性理论,考虑试样尺寸、初始晶体取向及其分布,分析微圆柱体墩粗变形中尺寸效应机理。结果表明,流动应力随着试样尺寸的减小而明显减小,晶体取向的分布对试样流动应力具有显著影响,并随着塑性变形的进行而减小。由于单晶体的各向异性,在试样表层发生了明显的非均匀变形,这将导致表面粗糙度的增加,小尺寸试样则更加明显。过渡晶粒的存在使得晶粒各向异性对表面形貌的影响减小。模拟结果得到了实验验证,这表明所建立的模型适合于以尺寸依赖性、流动应力分散性和非均匀变形为特点的微成形工艺分析。     

铝合金L型件压缩变形行为研究

通过对铝合金L型件的压缩过程进行数值模拟,分析了坯料形状对压缩过程中金属的变形行为的影响.结果表明,坯料的形状规格对压缩变形中的金属流动行为影响较大,随着高径比的增加,变形不均匀性增加,坯料出于塑性区的范围变大,坯料外凸变形趋势增大,坯料内孔(内边)压缩变形后的金属变形流动行为的复杂程度也随之增大,为更好地对7075铝合金的L型件压缩变形行为进行研究提供了理论依据.     

减小圆柱形坯料镦粗鼓形的模拟研究

镦粗过程中,圆柱体坯料易在侧表面形成鼓形,应用先进的DEFORM锻造有限元软件对一般平板镦粗、套环内镦粗、毛坯凹形端面镦粗和锥形板镦粗进行了数值模拟,并将所得到的模拟结果进行了比较.发现套环内镦粗工艺、毛坯凹形端面镦粗和锥形板镦粗能不同程度地减小鼓形,其中毛坯凹形端面镦粗减小鼓形效果最为明显,另外它和锥形板镦粗都在很大程度上提高了镦粗毛坯的变形均匀性.这对镦粗工艺的制定和工艺方案的选择,具有一定的参考价值.     

Influences of the geometrical conditions of die and workpiece on the barreling formation during forging–extrusion process

The main concern of this study is to investigate the material flow characteristics of solid cylinder upsetting with a hollow die subjected to different geometrical conditions such as taper angle and dimension of the aperture surface within the top die, and height-to-diameter ratio of the billet. During the forging–extrusion process, obviously two barrels, namely top barrel and bottom barrel, are successively formed along the lateral free surface of the workpiece, and an extrusion of the top free surface of the billet into the aperture surface within the top die is accompanied. A finite element-based methodology is utilized to examine the radii of the curvature of the barrels and the height of an extrusion of the top free surface into the aperture surface within the top die accordingly.     

Microdeformation of soft particles in metal matrix composites

In this study, microdeformation of soft particles in metal matrix composites was investigated. For that purpose, two different types of ductile iron having different metal matrix microstructures were tensile stressed and compressed. It was found that graphite nodules do not change their shape during tensile stressing, only decohesion occurs on the graphite and metal matrix interface. However, compression testing at room temperature resulted in a significant change in graphite shape. A relationship between average aspect ratio of graphite after various degrees of compression and bulk material deformation was devised. Furthermore, graphite nodule and metal matrix microdeformation was compared to bulk material deformation. This implies that deformation process is not homogenous. It strongly depends on metal matrix microstructure and can be represented with deformation ratio (K). Deformed or deformed and cracked graphite nodules were found on the fractured surface of compressed specimens, indicating that the graphite does not turn into powder during compression at room temperature, as other previous researches found.