等径侧向挤压变形截荷的有限元分析

本文对等径侧向挤压过程中载荷的变形，分别进行了实测及有限元模拟计算，现任中结果吻合较好。同时通过有限元模拟，对影响载荷的各种因素进行了分析。     

等径侧向挤压变形均匀程度的有限元分析

等径侧向挤压是实现材料纯剪切变形的有效方法, 通过循环挤压可实现塑性大变形的S型等径侧向挤压被应用于制备细晶材料. 利用刚塑性有限元法分析了摩擦对挤压件变形均匀程度的影响, 以不同摩擦因子与不同侧向角的组合为分析对象, 摩擦因子取值范围为0.1～1.0, 侧向角取值范围为10°～90°. 分析结果表明, 摩擦因子越大, 塑性变形越不均匀. 定义了反映挤压件变形均匀程度的变形均匀系数, 根据计算结果建立了挤压件变形均匀系数与摩擦因子的关系曲线, 曲线可作为制订等径侧向挤压工艺参数的依据.     

等径角挤压有限元模拟模具应力分析

本文利用非线性有限元软件MSC.M arc模拟了等径角挤压(Equal Channel Angu lar Extru-sion,ECAE)过程中模具的应力分布。结果表明:模具拐角处承受的应力较大;摩擦力对等径角挤压过程中模具应力有显著影响。     

圆形挤压件等径角挤压过程有限元模拟

等径角挤压(ECAP)是一种利用纯剪切变形获得块状超细晶材料的方法。利用非线性有限元软件对纯铝的ECAP变形过程进行了数值模拟,获得了等效应变和等效应力分布规律,为今后的研究打下基础。     

有限元分析等径角挤压中通道外角的影响

通道外角是等径角挤压过程中影响试样变形均匀性的重要因素.运用有限元模拟的方法研究了通道外角在等径角挤压过程中的影响.研究结果表明:随着通道外角的增大,材料的流动阻力降低,材料的剪切更加趋于均匀,致使试样的变形和等效应变分布都更加均匀.     

等径角挤压中内角半径作用的有限元模拟

内角半径是等径角挤压过程中影响试样变形均匀性的重要因素。运用有限元模拟的方法研究了内角半径在等径角挤压过程中的作用。结果表明,内角半径小易产生空隙;随内角半径的增大,材料流动阻力增大,试样底部速率降低,引起试样严重的不均匀变形与等效应变的不均匀分布。     

TC4合金等径角挤压过程温度场的有限元分析

等径角挤压是一种能有效细化材料的微观组织、提高材料综合性能、改善难变形材料成形性的新技术.采用商用有限元软件DEFORM-3D的热力耦合分析技术,对TC4合金的等径角挤压工艺进行了数值模拟.着重探讨了温度、变形速度及润滑条件等工艺参数对挤压过程中坯料温度场的影响.模拟结果表明,在实验条件下,坯料主要变形阶段的变形温度保持在大约600℃,在此温度TCA合金等径角挤压后晶粒细化最佳,为工艺实验的进行提供了科学的依据.     

304L不锈钢等径角挤压有限元模拟研究

在不同温度下对304不锈钢进行等径角挤压有限元模拟,对挤压变形特点及不同温度下的挤压力及等效应力进行对比分析。结果表明,800℃时的最大挤压力是最低的,该温度下挤压对模具有利。工件温度在800℃时,其等效应力最大为267 MPa,在400℃时其等效应力最小为224 MPa,最大变化幅度为43 MPa,整体上看工件等效应力受温度影响较小。304不锈钢在低温条件下进行等径角挤压变形后加工硬化非常严重,随着挤压温度进一步增加,拉伸曲线形貌基本上一致。     

锐角模具通道等径角挤压有限元分析

采用有限元模拟研究了1100Al锐角模具通道(φ=60°)等径角挤压时的坯料流动、等效应变、挤压应力以及速度分布.与φ=90°模具等径角挤压坯料相比,锐角模具通道等径角挤压可以在坯料内产生更大的等效应变,有助于提高挤压的效率;但挤压过程中在两通道相交外侧尖角处出现死区,由于死区的影响,坯料横截面上等效应变分布不均匀,挤出坯料下表面区域等效应变明显高于其他区域,同时,由于挤压应力明显上升,对挤压设备以及工模具提出更高的要求.因此,锐角模具通道等径角挤压比较适合于塑性较好、强度较低的材料.     

侧向等径挤压过程中的材料组织演化规律

论述了采用侧向等径挤压简称(ECAE／ECAP)技术制备超细晶材料的基本原理和组织演化过程。试验采用紫铜棒作为试样，在室温下进行了多道次挤压，等径挤压后，原始晶粒中产生了大量位错缠结和位错胞，随着挤压道数的增加，由原来被拉长的显微组织逐渐变成等轴显微组织。挤压4道次后，变形织构消失，挤压6道次后，位错胞崩塌变成为亚晶或晶粒，之后，晶界会不断增厚以及晶粒旋转，使亚晶变成大角度均匀的等轴超细晶，其晶粒尺寸为500nm～1μn。     

等截面侧向挤压的力学分析

等截面侧向挤压是实现材料纯剪切变形的有效方法。通过网格实验研究了等截面侧向挤压过程中材料的变形情况 ,结果表明塑性变形区仅位于模具通道拐点连线附近。通过几何分析推导出等截面侧向挤压等效应变计算公式 ,通过上限分析推导出等截面侧向挤压变形力计算公式 ,理论计算结果与实测值进行了对比。     

NUMERICAL SIMULATION STUDY ON DEFORMATION UNIFORMITY OF EQUAL CROSS SECTION LATERAL EXTRUSION

Equal cross section lateral extrusion (ECSLE) is an effective method realizing pure shear deformation.The influence of friction factor on the deformation uniformity of ECSLE was investigated with rigid plastic finite element method.The result shows that the non-uniform deformation in extrusion is caused mainly by the friction between workpiece and die.The higher the friction factor is.the more uneven plastic deformation resulted in extruded workpiece.The relation curve of deformation uniformity vs. friction factor was drawn based on the analysis result. The curve can be used as a basis of ECSLE process design.     

STRAIN ANALYSIS OF LATERAL EXTRUSION PROCESS

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｍｅｔｈｏｄ,ｅｑｕａｌｃｒｏｓｓｅｃｔｉｏｎｌａｔｅｒａｌｅｘｔｒｕｓｉｏｎ（ＥＣＳＬＥ）,ｈａｓｂｅｅｎｓｕｃｃｅｓｆｕｌｙｕｓｅｄｔｏｍａｋｅｕｌｔｒａｆｉｎｅｇｒａ...     

RESEARCH ON THE SELECTION OF FRICTION MODELS IN THE FINITE ELEMENT SIMULATION OF WARM EXTRUSION

During the process of finite element simulation of precision warm forging, the selection of friction models has a direct effect on the precision accuracy of finite element simulation results. Among all the factors which influence the selection of friction models, the distribution rule of normal stress at the tool-workpiece interface is a key one. To find out the distribution rule of normal stress at the tool-workpiece interface, this paper has made a systematic research on three typical plastic deformation processes: forward extrusion, backward extrusion, and lateral extrusion by a method of finite element simulation. Then on the base of synthesizing and correcting traditional friction models, a new general friction model which is fit for warm extrusion is developed at last.     

A STUDY OF EXPERT SYSTEM FOR SECTION EXTRUSION PROCESS BASED ON FINITE ELEMENT METHOD SIMULATION

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＥｘｔｒｕｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｅｃｏｍｅａｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｎｍｅｔａｌ－ｆｏｒｍｉｎｇｆｉｅｌｄｄｕｅｔｏｉｔｓｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ,ｅｘｃｅｌｌｅｎｔｑｕａｌｉｔｙａｎｄｌｏｗｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ａｓｔｈｅｃｅｎｔｅｒｏｆｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ,ｅｘｔｒｕｓｉｏｎｄｉｅｄｅｓｉｇｎｉｎｇｈａｓａｒｉｓｅｎｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎａｎｄｔｈｒｏｗ－ｉｎｏｆｍｏｓｔｔｅｃｈｎｉｃｉａｎｓｉｎｔｈ…     

A APPLICATION OF ANSYS ON A SECTION EXTRUSION DIE

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＥｘｔｒｕｓｉｏｎｄｉｅｓａｒｅｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｏｌｓｉｎａｎｅｘｔｒｕｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｏｆｅｘｔｒｕｓｉｏｎｄｉｅｓａｒｅｔｈｅｇｕａｒａｎｔｅｅｆｏｒｒｅａｌｉｚｉｎｇｈｉｇｈｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ,ｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓａｎｄｌｏｗｃｏｓｔ．ＷｈｅｎＡｌｈｏｌｌｏｗｓｅｃｔｉｏｎｓａｒｅｅｘｔｒｕｄｅｄ,ｔｈｅｐｏｒｔｈｏｌｅｄｉｅｓｕｓｅｄａｒｅｅａｓｉｌｙｄａｍａｇｅ…     

双金属固相结合的有限元分析

双金属是由两种不同性能的金属结合而成的，经过恰当组合的两种金属结合以后，可以获得高强度、耐腐蚀以及导电、导热等综合性能，使材料在某些特殊的环境下发挥良好的作用。固相结合法是制造双金属的有效方法。本文基于刚粘塑性有限元理论，在两组元金属相互接触的表面之间引入摩擦单元，对Ｃｕ／Ａｌ双金属挤压固相结合的非稳态过程进行了有限元分析，得到了两组元金属之间的相对滑动量以及成形过程中的载荷－行程曲线，计算结果与试验结果比较接近。同时获得了变形体内的应力、应变分布，揭示了组元金属在成形过程中的流动规律。     

热挤压钢管刚—粘塑性有限元分析

本文在刚-粘塑性材料变分原理的基础上,导出了相应的有限元列式。用实验确定了粘塑性材料的流动应力方程,编制了适用于轴对称钢管热挤压问题的有限元计算程序RVP-11,并分析了各种工艺参数(温度、挤压速度、挤压比、摩擦等)对挤压过程的影响。     

在随机载荷下构件的动态有限元分析及疲劳强度计算

在工程中,很多机械构件都承受随机载荷。本文通过对φ1200圆锥破碎机测试,对设备中的动锥部分进行了动、静态有限元计算。应用SAP5线性有限元程序,通过模拟动力环境,计算出主轴在旋转过程中的应力变化情况,从而得出最大应力方向和应力谱,並用雨流法对其进行了疲劳强度计算。同时对动锥模态也进行了计算和分析。