纯铜等径角挤压变形数值模拟及实验研究

发布时间：2017-11-19 15:08

本文关键词：纯铜等径角挤压变形数值模拟及实验研究

【摘要】：随着纳米材料与超细晶材料的广泛应用,人们开始关注大塑性变形对材料晶粒细化效果的影响,其中ECAP挤压工艺在晶粒细化方面有着不错的效果,已得到科研人员的广泛认可。由于在变形过程中温度、应力、应变等场量与晶粒细化效果有着密切联系,而这些场量又由ECAP模具结构和工艺参数决定,因此为了获得良好晶粒细化效果,必须全面地研究不同参数对ECAP挤压效果的影响。本文主要运用DEFORM-3D软件全面系统地进行ECAP数值模拟与实验研究,分析不同工艺参数对挤压后试样的影响,研究结论如下:1.基于纯铜的ECAP有限元模型,探讨试样在ECAP挤压变形过程中的载荷、温升、等效应力和应变大小及分布规律。研究各工艺参数(模具内外角、摩擦系数、挤压温度、挤压速度、挤压路径和挤压道次等)对ECAP变形的影响,获得最佳工艺参数(模具内角为90°、外接弧度角为20°、摩擦系数为0.1、挤压速度为1mm/s、挤压温度为20℃、挤压路径为Bc),从而指导ECAP实验研究。2.在常规ECAP模具中施加背压,发现背压力从10MPa到320MPa,随着背压力的增加最大载荷逐渐增大,而等效应变分布均匀性也逐渐更加均匀,特别在背压力在160MPa时等效应变分布均匀性最好。3.对UV-ECAP进行数值模拟,UV-ECAP与常规ECAP相比,载荷有所降低,平均等效应变增大,且等效应变分布均匀性得到提高;分析振幅大小对挤压过程的影响,结果表明,随着振幅的增加,挤压载荷会不断减小,平均等效应变会增大,且等效应变分布均匀性得到提高,当振幅为20μm时,试样获得的载荷和等效应变达到最佳。4.本文采用ECAP模具是自行设计和专门定制的,在压力机上进行ECAP挤压实验,经过一道次后,挤压力变化趋势和模拟载荷-位移变化趋势基本一致,试样变形后几何形状也大致相同,根据试样在单道次和多道次挤压后晶粒细化的大小及分布发现,ECAP实验结果中晶粒细化情况可以验证模拟的等效应变分布规律。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG379

【参考文献】

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1 亓博丽;赵西成;杨西荣;刘晓燕;;工业纯钛室温多道次ECAP变形后横截面的硬度均匀性分析[J];稀有金属;2014年01期

2 朱财良;李萍;薛克敏;姜华海;;带背压的高硅铝合金等径角挤压数值模拟[J];精密制造与自动化;2013年04期

3 夏祥生;陈明;卢永进;樊富友;朱春华;黄静;邓天泉;朱世凤;;等温多向锻造AZ61镁合金的组织演化与力学性能(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2013年11期

4 杜新智;严文;刘建康;陈建;;温度对纯铜等通道挤压变形组织的影响[J];热加工工艺;2012年09期

5 李炳;陈建;王鑫;范新会;严文;张苗;;等通道挤压对纯铜组织与性能的影响[J];铸造技术;2011年05期

6 李琦;李萍;薛克敏;刘为;董传勇;;高压扭转对20CrMnTi组织和力学性能的影响[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2010年09期

7 李永志;谢玉敏;白小波;;背压对等径角挤压成形工艺影响的有限元分析[J];热加工工艺;2010年13期

8 谢子令;武晓雷;谢季佳;洪友士;;高压扭转Cu试样微观组织的热稳定性分析[J];金属学报;2010年04期

9 郑志军;陈国星;高岩;;ECAP模具优化设计的有限元分析[J];锻压技术;2009年05期

10 丁雨田;唐向前;袁训锋;胡勇;郭廷彪;;ECAP条件下纯铜应变行为的等效应变规律及变形均匀性[J];兰州理工大学学报;2009年02期