新型等通道转角模具挤压纯铜的有限元分析.pdf

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1、第3期组合机床与自动化加工技术No．32016年3月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueMar．2016文章编号：1001—2265(2016)03—0013—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2016．03．004新型等通道转角模具挤压纯铜的有限元分析张小飞．张庆(南京理工大学机械工程学院，南京210094)摘要：为了初步探索ECAP产业化应用的可能，设计了一种新型的等通道转角挤压模具，采用DE-FORM．3D软件对T2纯铜在室温下的等通道转角挤压(ECAP)过程进行了数值模拟，对比分析了在新型模

2、具和传统模具结构下纯铜试样的挤压载荷的变化、等效应力和应变的分布情况，并对两种模具的挤压冲头的稳定性进行了分析，模拟结果显示新型模具能够实现对长尺寸的棒材的挤压。关键词：ECAP；纯铜；数值模拟；长尺寸中图分类号：TH164；TG506文献标识码：AEqualChannelAngularExtrusionofCopperunderNewDieDesignbyFiniteElementMethodZHANGXiao—fei，ZHANGQing(SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nan

3、jing210094，China)Abstract：ThispaperintroducesanewtypeofdiechannelangleextrusioninordertoexplorethepossibleapplicationofECAPindustrialization，usingDEFORM一3DsoftwaretosimulateEqualChannelAngularEx—trusion(ECAP)ofPureCopperinthenormaltemperature，analyzedthechangeofpurecopperextrusionloadandthedistr

4、ibutionofequivalentswessandstrain，andanalyzedthestabilityofthetwokindsofextrusionpunchdie．TheresultofnumericalsimulationshowsthatthenewextrusionmoldCanachievetheextrusionoflongsizebar．Keywords：ECAP；purecopper；numericalsimulation；longsize0引言1ECAP有限元模型等通道转角挤压(EqualChannelAngularPress-目前数值模拟等通道转角挤压

5、过程主要使用ing)简称ECAP，是一种当前普遍应用的用于获得超Ls—DYNA、DEFORM、ABQUSE、MARC等有限元软细晶块体材料的加工技术，由于该技术能够细化材料件。本文采用DEFORM-3D软件对纯铜的ECAP的内部组织结构、大幅提高材料性能，受到国际纳米材加工过程进行数值模拟。模拟过程中所需的棒材为经料领域的高度重视，近些来快速发展，应用越来越广过240。退火1小时处理的纯铜，其流动应力一应变泛。然而目前国际上对大型ECAP的研究却不多，使曲线如图1所示。模拟所用新型等通道转角挤压模具得ECAP技术大型化、产业化的应用进展缓慢。挤压原理图如图2所示。目前，ECAP技术在模

6、具结构方面有一定局限性，挤压模具的冲头在工作时要承受非常大的载荷，容易失稳而导致破坏，在挤压长尺寸的材料时，由于冲头要更长，冲头失稳尤为明显。因此ECAP的材料长度受到限制，而试样长度的局限性将ECAP限定为不连续、低生产效率、高成本的过程，很难实现产业化应用。为了解决上述现有模具存在的不足，初步探索ECAP产业化应用的可能，本文提供一种新型等通道转角挤压模具¨引，对模具上模进行改进使得压杆不易失稳而导n∞n28410．5382079231．0464I．3OO5致破坏，同时大幅减少挤压时产生的摩擦力，实现挤压tr舢n图1纯铜流动应力-应变曲线长尺寸的材料。为了比较新模具的挤压效果，取传

7、统模具作为分析的对比对象。收稿日期：2015—05—26；修回日期：2015—07—01作者简介：张小飞(1989一)，男，江苏淮安人，南京理工大学硕士研究生，研究方向为机械工程，(E—mail)805307194@qq．corn。