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等通道转角挤压的有限元模拟及应用

作　者: 王裕
导　师: 梁伟
学　校: 太原理工大学
专　业: 材料学
关键词: 等通道转角挤压(ECAE) 有限元模型 T2纯铜铝1100 铝/碳界面
分类号: TG376
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 158次
引　用: 3次
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内容摘要

为进一步探索纯铜和纯铝在等通道转角挤压(ECAE)过程中的变形行，弄清这两种面心立方金属等通道转角挤压时的应力、应变及应变速率的大小和分布，本文借助有限元软件DEFORM-3D对其变形过程进行了有限元数值模拟。模拟结果表明：1．摩擦对试样在ECAE时的变形行为有很大的影响，当无摩擦时，棒料不能完全填充模具的内腔，在通道的外拐角处产生一未填充的“死角”；当有摩擦存在时，棒料可以紧贴着模腔内壁流动，同时在棒料的头部和尾部有“毛刺”出现。2．等效应力曲线的变化趋势是先迅速上升到最大值，接着有个瞬间的快速下降，然后又快速上升到最大值，保持一段时间后又逐渐下降，试样中大部分区域的应力状态为压应力，而在试样转角后的上表面，应力状态为拉应力，因而断裂很容易从此处发生。3．试样内部等效应变的变化过程主要可以分三个阶段：①缓慢增长阶段，②迅速增长阶段，③平缓阶段。4．在相同的摩擦条件下，挤压速度越大，变形越均匀；5．在主要剪切变形区，外转角附近的变形量最大，流动速度最慢；而在内转角处的等效应变速率最大。6．ECAE的挤压力很大一部分是用来克服摩擦力的。7．纯铜的应变分布比纯铝更均匀，且纯铜的塑性流动比纯铝更一致。为了和模拟结果形成对照，本文采用与模拟相同的参数对纯铜和纯

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-27
  1.1 等通道转角挤压(ECAE)技术的研究现状  11-19
    1.1.1 研究背景  11-12
    1.1.2 等通道转角挤压工艺的原理  12
    1.1.3 等通道转角挤压工艺的影响因素  12-16
    1.1.4 等通道转角挤压后材料的性能  16-18
    1.1.5 等通道转角挤压的应用前景  18-19
  1.2 等通道转角挤压过程有限元分析的基本理论  19-25
    1.2.1 有限元模型(Finite Element Model-FEM)研究背景  19-20
    1.2.2 有限元法的基本原理  20
    1.2.3 刚塑性材料的基本方程  20-22
    1.2.4 刚塑性有限元变分原理  22-23
    1.2.5 有限元法的一般解题步骤  23-24
    1.2.6 FEM在塑性成型中的应用  24-25
  1.3 本文选题  25-27
    1.3.1 研究内容  25
    1.3.2 研究意义  25-27
第二章等通道转角挤压过程的有限元模拟  27-49
  2.1 DEFORM-3D软件介绍  27-29
  2.2 有限元模拟  29-34
    2.2.1 有限元模型的建立  29-30
    2.2.2 材料的流动应力-应变曲线  30-31
    2.2.3 模拟过程参数选取  31-34
  2.3 模拟结果分析  34-47
    2.3.1 变形行为  34-36
    2.3.2 应力  36-38
    2.3.3 应变  38-42
    2.3.4 速度、应变速率  42-46
    2.3.5 挤压力  46-47
  2.4 本章小结  47-49
第三章纯铜和纯铝的等通道转角挤压  49-63
  3.1 纯铜的等通道转角挤压(ECAE)  49-55
    3.1.1 试验材料和设备  49-50
    3.1.2 试验过程  50-51
    3.1.3 组织结构观察与结果分析  51-55
  3.2 铝的等通道转角挤压(ECAE)  55-60
    3.2.1 试验材料和设备  55
    3.2.2 试验过程  55-56
    3.2.3 组织结构观察和结果分析  56-60
  3.3 分析与讨论  60-61
  3.4 本章小结  61-63
第四章 ECAE在制备铝/石墨复合材料中的应用  63-68
  4.1 试验材料和设备  63-64
    4.1.1 试验材料  63-64
    4.1.2 试验设备  64
  4.2 试验过程  64
  4.3 试验结果分析  64-67
  4.4 本章小结  67-68
第五章结论  68-70
参考文献  70-76
致谢  76-77
攻读学位期间发表的学术论文  77

等通道转角挤压的有限元模拟及应用

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