鎂合金AZ31等通道轉(zhuǎn)角擠壓的有限元模擬研究.pdf

1、等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP)由于能夠制備具有超細(xì)晶粒的大塊體材料，近年來受到了廣泛的關(guān)注。本文對(duì)AZ31鎂合金的ECAP過程進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬，研究了摩擦條件、擠壓溫度、擠壓速度以及模具工藝圓角對(duì)應(yīng)力、應(yīng)變及載荷的影響，從力學(xué)的角度對(duì)該工藝過程進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：隨著溫度的升高，載荷峰值及穩(wěn)定時(shí)的載荷值逐漸下降；隨著擠壓速度的增大載荷穩(wěn)定值升高，當(dāng)摩擦較大時(shí)，載荷-行程曲線可分為兩個(gè)階段：載荷迅速升高階段，載荷快速下降階段，且載荷峰值

2、較大；改變模具工藝圓角，對(duì)載荷-行程曲線的影響不大。材料按A、B、C路徑兩道次擠壓時(shí)，第一道次和第二道次的載荷-行程曲線的走勢(shì)相同，載荷峰值變化不大。 采用了自行設(shè)計(jì)的“模具復(fù)合法”，將ECAP連續(xù)兩道次擠壓復(fù)合為一個(gè)過程，對(duì)A、C路徑兩道次擠壓進(jìn)行了2D模擬，并針對(duì)B_c進(jìn)行了兩道次的3D模擬，得出了經(jīng)過連續(xù)兩道次擠壓后的應(yīng)力、應(yīng)變以及載荷變化規(guī)律。沿A路徑進(jìn)行兩道次擠壓后，材料變形不均勻性增大，第一道次擠壓結(jié)束時(shí)均勻變形區(qū)占材料的三

3、分之二，第二道次擠壓后均勻變形區(qū)域大約占材料橫截面二分之一。第二道次結(jié)束后的等效塑性應(yīng)變均勻區(qū)域由1.392變化為2.371，等效應(yīng)變的最大值由2.218變化為3.232。沿C路徑進(jìn)行第二道次擠壓之后材料的變形均勻性得到了改善，第一道次擠壓結(jié)束后均勻變形區(qū)約占材料橫截面的三分之二，第二道次擠壓后均勻變形區(qū)域約占橫截面的五分之四，第二道次擠壓結(jié)束后變形均勻區(qū)域的等效應(yīng)變值由1.177變化為2.915，最大值由1.875變化為2.915。沿