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1、----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方基于有限元法的AZ31镁合金等通道模具结构的优化摘要：在下模中，拥有不同的弯管角度以及有或没有内圆角的三维几何模型的设计。一些在三维变形软件中被当做计算条件的工艺参数，如AZ31镁合金在挤压测试中应力---应变数据，钢坯和模具的温度，摩擦系数。讨论了在变形过程中，摩擦系数的影响。结果表明，合理的润滑条件对塑性变形很重要。描述了一个具有90度内角而外部设有圆角的等通道转角挤压过程中，有效应力—应变的分布的变化特性

2、曲线。由模拟和实验的结果定义了不均匀性指数并对ECAE变形异质性进行了分析。相对于没有圆角的模具而言，由外拐角处的圆角引起的变形均匀性有所增加。随着在ECAE模中的外部拐角处的圆角和内拐角角度的增加，累积的最大应变随之减小。分析结果表明，较好的ECAE模的结构包括合适的外拐角圆角和90度的内圆角可以提高应变，在一定程度上保证塑性变形的均匀性。在ECAE模外角处增加圆角可以降低所需的挤压力。这表明预测结果与实验，理论计算以及文献中的研究结论相吻合。关键词：AZ31镁合金等通道转角挤压有限元法外角变形不均匀性1引言有限元法

3、是了解发生在等通道转角挤压工艺过程中的变形的重要方法。许多基于有限元的已经被用来展现在ECAP过程中材料的变形性能和用来估测变化的应变。然而过去的研究假定二维近似平面应变情况，没有讨论应力应变的不均匀性。二维分析得到的信息有限，而且二维近似本身就有误差。但很少有研究人员采用三维仿真模拟技术来调查镁的变形特性，尤其是在模具结构对应变分布和挤压质量的影响这方面。许多关于ECAEP的早期研究，仅限于软金属或固溶体合金。最近，更复杂的合金的挤压以及拥有有限光滑系统的相对较硬的金属得到了重视。对于这些难以加工的金属，ECAE采用

4、三种不同的策略以得到成功的工艺过程。目前的研究兴趣在于用ECAE在工艺过程中获得细粒状镁合金。有了有限元方法的数字模拟仿真已被广泛地应用于更好的了解ECAE方法。在当前的工作中，一个有关ECAE方法的有限元模拟的准方案已在进行，考虑到只有一个挤压通道，使用了交角90度和120度的模具。这项研究用来数字分析镁合金在ECAE过程中的变形特性以及预测ECAE中的应变，应力和挤压力来成型微纳米结构。2仿真和实验工具的示意图如图1所示，下模包含两个交叉的通道，在角度为A的内拐角处有相同的交叉截面。在这项工作中使用了极限的原则，例

5、如，上限法，对于估测柱塞所需要的压力和ECAE方法导致的累积的有效应变。----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方----------专业最好文档，专业为你服务，急你所急，供你所需-------------文档下载最佳的地方由AZ31镁工件的物理特性已列于表1中。目前的分析采用以下假设：1所有的模具和容器都是刚体2挤压钢坯是一种刚性的塑性材料3挤压钢坯，滑块，容器，模具之间的摩擦系数是常数。表格1AZ31镁合金的物理特性泊松比线性膨胀系数密度弹性模量热

6、辐射系数0.352.68X101780450000.12用于ECAE模具的四个不同的模型已经建立起来，浇道交叉口角度为90度和120度在图2中已说明。经过修正后的带内圆角的几何模型在图2（c和d）中已说明。图2中的ECAE模具的几何参数已列于表2中。ECAE模具的材料是H13热作模具钢。仿真和试验参数包括钢坯和模具的尺寸规格已列于表3。AZ31合金的应变应力流数据已通过在国家镁合金工程技术研究中心的国家重点实验室的Gleeble1500机上得到验证。在这些测试中的流动应力曲线已得到纠正，一系列的应力应变流曲线已在图3中

7、表示。这些数据在温度300---500度内，应变速率为0.01—0.1S被输入到DEFORM—3D中。挤压实验用来校对在实验室中用计算机模拟得到的结果。为了验证有限元分析的结果，没有圆角，内角90度的模具和外角有圆角的模具被设计并制造出来，以来展示实际的挤压过程。在挤压之前钢坯已被制成直径为16mm的芯棒。真正的挤压实验，施压98KN，并附有一个电阻热电容和一个加热器。模具的材料，模具的尺寸规格，钢坯的尺寸规格和都完全一样，当这些用来进行如上描述的数字模拟仿真时，钢坯在外部炉加热到300度，然后转移到一个预置温度为27

8、5度的容器内以避免热量损耗，然后直接开始挤压。在实验检测中滑块的速度是5mm/s。通过一个压力传感器和滑块时间来测量挤压力。在挤压循环后，在挤压过程中的挤压力的演变被描述出来。刀具和工件界面之间的摩擦系数定为剪切型。剪切系数（0﹤f﹤1）表达如下f=这里是摩擦剪应力，是钢坯的有效流动应力。在当前的仿真中，在模具和挤压界面之间的摩擦