5A06厚壁無縫鋁管擠壓成形過程的熱力耦合數(shù)值模擬

2016-06-28 點擊數(shù)：1805

金屬塑性成形過程模擬是實現(xiàn)在短周期內(nèi)，以低成本設(shè)計出參數(shù)合理的模具，生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)，它可以實時描述整個金屬塑性成形過程，而要成功實現(xiàn)擠壓成形工藝的過程模擬，依賴于許多因素：包括本構(gòu)文和1.5的兩圓柱體試件進行墩粗模擬試驗，得到相應(yīng)兩組鼓度與摩擦因子、應(yīng)變、高徑比間的關(guān)系曲線，并給出回歸方程，又對多組材料做模擬試驗，發(fā)現(xiàn)鼓度與摩擦因子間關(guān)系受材料軟硬冷熱的影響不大，所得關(guān)系曲線具有廣泛適用性，可作為估算摩擦因子的標定曲線，進而依據(jù)鼓度數(shù)據(jù)來修正流動應(yīng)力。其次，在Gleeble一1500熱模擬機上，對17組AA6063鋁合金試件(H/D=l .5)進行了熱塑性試驗，利用上述H/D=1 .5時的標定曲線估計出該材料圓柱體墩粗試驗時接觸面上的各組摩擦因子大小，再利用主應(yīng)力求解公式剔除試驗中摩擦的影響，獲得應(yīng)變速率為2.5、4、6.4、10，變形溫度為400oC，440’C，4800C， 520℃條件下的真實流動應(yīng)力曲線，分析表明未經(jīng)修正的應(yīng)力值比真實應(yīng)力值高出百分之十八，因此對其修正是十分必要的，否則會給后續(xù)的模擬研究結(jié)果及數(shù)據(jù)分析帶來較大誤差。進一步分析表明:不論試驗時試件端面是否有潤滑，用鼓度推算摩擦因子，二者終修正后的真實應(yīng)力一應(yīng)變曲線非常接近，表明試驗中的潤滑條件對該方法的影響可以忽略不計;然后給出AA6O63鋁合金高溫時的粘塑性本構(gòu)方程模型并回歸出方程中的系數(shù)，回歸曲線與試驗數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)高達0.99。將上述試驗所得本構(gòu)方程作為有限元模擬時的材料模型，太原理工大學碩士學位論文在DEFORM一3D平臺上對AA6O63鋁管平面分流組合模關(guān)系、初始坯料高徑比、型材和模具尺寸、摩擦、溫度、沖頭速度等。其中，本構(gòu)關(guān)系是影響模擬結(jié)果準確性的重要因素之一。壓縮試驗是用來確定材料流動應(yīng)力—應(yīng)變曲線(流動曲線)常用的方法，但即使在潤滑條件下，模具和試件界面間的摩擦也會不可避免地導(dǎo)致試件出現(xiàn)鼓肚，從而影響了流動曲線的準確性。由于試件變形終了的尺寸是容易被測量的，根據(jù)試件變形終了和小直徑定義鼓度θ，本文采用數(shù)值模擬和壓縮實驗相結(jié)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響，終得到AA6063的真實流動曲線和本構(gòu)方程。首先，用DEFORM-3D對鋁合金AA2017初始高徑比H／D為1 太原理工大學碩士學位論熱擠壓成形工藝進行熱力藕合模擬，通過對成形過程應(yīng)力、應(yīng)變場和溫度場分析，揭示了擠壓成形的金屬流動規(guī)律，對工藝和模具設(shè)計具有一定的理論指導(dǎo)意義和實際應(yīng)用價值

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