ZrTiAlV合金反复高压扭转工艺有限元模拟及实验研究

发布时间：2021-12-28 11:49

　　高压扭转（HPT）是一种成功、有效的剧烈塑性变形（SPD）的方法,该工艺主要是利用施加高压和扭转产生剪切应变来细化材料的晶粒,使晶粒的尺寸减小至亚微米甚至是纳米级,从而提高了材料的物理性能和力学性能等。但高压扭转所制得样品的组织性能和厚度容易在径向及轴向上分布不均匀。本文在传统单向高压扭转工艺的基础上,提出反复高压扭转工艺,采用有限元模拟对该工艺进行仿真,并与单向高压扭转工艺进行对比分析,验证了反复高压扭转工艺的优越性。最后,以ZrTiAlV合金的高压扭转试验为例对仿真结果进行了验证。采用Abaqus有限元软件,对不同压力、不同扭转角度的单向高压扭转过程进行模拟,得出试样变形后的尺寸大小、厚度分布以及等效应变云图。通过对比不同工艺参数下试样的变化情况,并结合尺寸及厚度的改变进行分析,得出单向高压扭转后试样等效应变的分布规律,并结合约束型高压扭转应变公式对无约束型高压扭转应变公式进行推导,得到试样等效应变的计算公式。在普通单向高压扭转的基础上提出反复高压扭转工艺,通过控制下模扭转角度及方向设置四种反复高压扭转工艺,得出试样的等效应变及厚度的分布规律,研究了反复高压扭转对试样变形均匀性的影... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

高压扭转模型示意图

US 软件简介US 是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一，具泛的模拟性能，拥有大量不同种类的单元类型、材料模型和简单的线弹性问题，还是包括几种不同材料、承受复杂的机变化的接触条件的非线性组合问题；无论是分析静态和准静态问题；无论是隐式求解还是显示求解，应用 ABAQUS 计算的结果。压扭转工艺有限元模拟模型的建立究的是无约束型高压扭转过程，模型较为简单，所以直接用模型，该模型由三部分组成：上模、下模和坯料，模型中上图如图 2-1 所示。

单向HPT压缩阶段等效应变云图

【参考文献】：
期刊论文
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[4]等通道转角挤压制备超细晶材料的研究与发展[J]. 章震威,王军丽,张清龙,史庆南.  材料导报. 2017(01)
[5]三叉晶界优先形核模型及其动态再结晶仿真[J]. 关小军,付杰.  东北大学学报(自然科学版). 2016(10)
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[7]累积叠轧焊合法制备颗粒增强金属基复合材料的研究现状与展望[J]. 侯健,王军丽,张清龙,史庆南.  材料导报. 2016(03)
[8]等通道转角挤压工艺的发展现状[J]. 陈念东,张雪飞,曹跃杰,周天国.  轻合金加工技术. 2016(01)
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[10]剧烈塑性变形法制备块体纳米材料的研究与发展[J]. 吴春凌,叶邦彦.  热加工工艺. 2009(22)

博士论文
[1]高强度TiZrAlV合金的制备及组织性能研究[D]. 景然.燕山大学 2013
[2]典型金属的剧烈塑性变形与组织性能演变[D]. 张悦.南京理工大学 2010

硕士论文
[1]高压扭转试样不均匀塑变过程仿真及其实验验证[D]. 陈苗苗.山东农业大学 2017
[2]高压扭转Al-Mg合金的位错滑移与热稳定性[D]. 姜奎.江苏大学 2017
[3]高压扭转成形过程数值模拟及试验[D]. 李琦.合肥工业大学 2010



本文编号：3554007