6063铝管挤压成形过程的热力耦合数值模拟

  本文关键词：6063铝管挤压成形过程的热力耦合数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

《太原理工大学》 2004年

6063铝管挤压成形过程的热力耦合数值模拟

陈志英  

【摘要】：金属塑性成形过程模拟是实现在短周期内，以低成本设计出参数合理的模具，生产出高质量产品的关键技术，它可以实时描述整个金属塑性成形过程，而要成功实现挤压成形工艺的过程模拟，依赖于许多因素：包括本构关系、初始坯料高径比、型材和模具尺寸、摩擦、温度、冲头速度等。其中，本构关系是影响模拟结果准确性的重要因素之一。 压缩试验是用来确定材料流动应力—应变曲线(流动曲线)常用的方法，但即使在润滑条件下，模具和试件界面间的摩擦也会不可避免地导致试件出现鼓肚，从而影响了流动曲线的准确性。由于试件变形终了的尺寸是容易被测量的，根据试件变形终了最大和最小直径定义鼓度θ，，本文采用数值模拟和压缩实验相结合的方法，由鼓度θ估算摩擦因子(鼓度法)，然后去除摩擦因素的影响，最终得到AA6063的真实流动曲线和本构方程。 首先，用DEFORM-3D对铝合金AA2017初始高径比H／D为1 太原理工大学硕士学位论文 和1.5的两圆柱体试件进行墩粗模拟试验，得到相应两组鼓度 与摩擦因子、应变、高径比间的关系曲线，并给出回归方程， 又对多组材料做模拟试验，发现鼓度与摩擦因子间关系受材料 软硬冷热的影响不大，所得关系曲线具有广泛适用性，可作为 估算摩擦因子的标定曲线，进而依据鼓度数据来修正流动应力。 其次，在Gleeble一1500热模拟机上，对17组AA6063铝合金试 件(H/D=l .5)进行了热塑性试验，利用上述H/D=1 .5时的标定曲 线估计出该材料圆柱体墩粗试验时接触面上的各组摩擦因子大 小，再利用主应力求解公式剔除试验中摩擦的影响，获得应变 速率为2.5、4、6.4、10，变形温度为400oC，440’C，4800C， 520℃条件下的真实流动应力曲线，分析表明未经修正的应力值 比真实应力值最大高出百分之十八，因此对其修正是十分必要 的，否则会给后续的模拟研究结果及数据分析带来较大误差。 进一步分析表明:不论试验时试件端面是否有润滑，用鼓度推 算摩擦因子，二者最终修正后的真实应力一应变曲线非常接近， 表明试验中的润滑条件对该方法的影响可以忽略不计;然后给 出AA6O63铝合金高温时的粘塑性本构方程模型并回归出方程中 的系数，回归曲线与试验数据的相关系数高达0.99。 将上述试验所得本构方程作为有限元模拟时的材料模型， 太原理工大学硕士学位论文 在DEFORM一3D平台上对AA6O63铝管平面分流组合模热挤压成形 工艺进行热力藕合模拟，通过对成形过程应力、应变场和温度 场分析，揭示了挤压成形的金属流动规律，对工艺和模具设计 具有一定的理论指导意义和实际应用价值。

【关键词】：
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TG376
【目录】：

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