ECAP细化晶粒法的仿真与分析 被引量：24

1

作者 居志兰 戈晓岚 许晓静 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期255-258,共4页

ECAP(EqualChannelAngularExtrusion)方法 ,是实现材料纯剪切变形的有效方法。本文采用有限元 (FEA)分析软件ANSYS对A1的挤压过程进行仿真与分析。分析结果表明 :外切角 ψ、圆角半径、试样与凹模之间的摩擦系数、凹模本身的特性 (如弹... ECAP(EqualChannelAngularExtrusion)方法 ,是实现材料纯剪切变形的有效方法。本文采用有限元 (FEA)分析软件ANSYS对A1的挤压过程进行仿真与分析。分析结果表明 :外切角 ψ、圆角半径、试样与凹模之间的摩擦系数、凹模本身的特性 (如弹性模量、泊松比等 )等等 。 展开更多

关键词 ecap 仿真 等通道角挤压 有限元法 晶粒细化 材料 铝 纯剪切变形 剪切应变

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变形路径对ECAP变形影响的有限元分析 被引量：3

2

作者 张金龙 赵西成 +1 位作者 吕振林 谢辉 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期6-12,共7页

通过对不同变形路径等径弯曲通道(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)变形过程的数值模拟,获得了4种路径8道次ECAP变形的等效应变分布图,分析了挤压试样变形不均匀现象及其形成原因。结果表明,试样尾部与冲头的摩擦、头部未发生明显... 通过对不同变形路径等径弯曲通道(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)变形过程的数值模拟,获得了4种路径8道次ECAP变形的等效应变分布图,分析了挤压试样变形不均匀现象及其形成原因。结果表明,试样尾部与冲头的摩擦、头部未发生明显剪切变形是这两个部位变形程度低的主要原因,造成了ECAP变形的不均匀现象,而这两个部位的不同转移方式,又形成了各种挤压路径的ECAP变形差异。试样中间截面上平均等效应变排序为C>BC>A>BA,分别为10.416、10.358、8.669和8.530;试样中间截面等效应变不均匀程度的系数排序为C>BC>A>BA,分别为0.090、0.112、0.154和0.467。若追求细化效果应选择路径BC和路径C;如果追求试样材料整体均匀性,可以采用路径A。 展开更多

关键词 变形路径 ecap 有限元分析 变形不均匀性

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ECAP变形不均匀性有限元分析及优化设计 被引量：2

3

作者 张金龙 赵西成 +1 位作者 杨西荣 谢辉 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2015年第17期137-141,共5页

通过对等径弯曲通道变形(ECAP)过程的数值模拟,分析了挤压过程中等效应变不均匀性现象,获得了ECAP变形的等效应变分布规律,提出了解决变形不均匀性的思路,并进行了挤压模具的改进。结果表明:模具通道内设置阻尼台阶能使试样下部的等效... 通过对等径弯曲通道变形(ECAP)过程的数值模拟,分析了挤压过程中等效应变不均匀性现象,获得了ECAP变形的等效应变分布规律,提出了解决变形不均匀性的思路,并进行了挤压模具的改进。结果表明:模具通道内设置阻尼台阶能使试样下部的等效应变由改进前的0.965提高为1.919,变形程度得到明显改善,等效应变不均匀程度参数降低0.123,降幅达到23.7%。 展开更多

关键词 ecap 变形 变形不均匀性 有限元分析 优化设计

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纯铜带背压ECAP工艺塑性变形过程的有限元模拟 被引量：2

4

作者 丁雨田 赵珺媛 +1 位作者 郭廷彪 胡勇 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第19期140-142,146,共4页

采用ABAQUS软件模拟了不同背压下纯铜试样在经过Bc路径的ECAP挤压过程。结果表明:施加背压后,等效应变分布可划分为小变形区和稳定变形区,且与通道壁形成间隙;随背压增加,等效塑性应变增大,等效塑性应变的主要变化区减小,变形不均匀性增... 采用ABAQUS软件模拟了不同背压下纯铜试样在经过Bc路径的ECAP挤压过程。结果表明:施加背压后,等效应变分布可划分为小变形区和稳定变形区,且与通道壁形成间隙;随背压增加,等效塑性应变增大,等效塑性应变的主要变化区减小,变形不均匀性增加,变形区面积先减小后增大;最理想背压为100 MPa。 展开更多

关键词 ecap 背压 纯铜 有限元模拟

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铝合金Al5454ECAP挤压工艺模拟研究 被引量：3

5

作者 张会 张昌明 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第10期129-131,共3页

利用Deform-3D软件对铝合金Al5454的ECAP工艺进行大量三维有限元模拟,得出了挤压过程中模具拐角、模具圆心角、摩擦条件与挤压速度对挤压件变形等效应力、等效应变的影响规律,从而为ECAP模具设计、工艺参数拟定提供有效的理论指导。

关键词 等通道挤压 模具设计 有限元模拟

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AZ80镁合金等通道转角挤压的微观组织研究

6

作者 王春晖 刘逸伦 +3 位作者 朱南洋 顼杰 孙朝阳 李培培 《航空制造技术》 北大核心 2025年第10期42-49,共8页

等通道转角挤压(Equal channel angular pressing,ECAP)是实现镁合金剧烈塑性变形的重要手段之一。为了进一步揭示不同条件下AZ80镁合金等通道转角挤压试样的再结晶机制,通过有限元模拟和试验,研究了不同变形区域、变形温度和挤压道次... 等通道转角挤压(Equal channel angular pressing,ECAP)是实现镁合金剧烈塑性变形的重要手段之一。为了进一步揭示不同条件下AZ80镁合金等通道转角挤压试样的再结晶机制,通过有限元模拟和试验,研究了不同变形区域、变形温度和挤压道次下试样的变形特征及微结构演化规律。结果表明,剧烈塑性变形过程中大角度晶界的占比明显较高,说明不连续动态再结晶是ECAP过程中的主要变形机制。经过单道次等通道转角挤压的镁合金,相近温度(360℃和380℃)下的微观组织差异显著,表现出较强的温度敏感性。对于多道次等通道转角挤压,变形路径的改变会使试样内部应变大小和均匀性产生差异。加热过程和多道次挤压相互作用,共同促进了镁合金微观结构的优化和晶粒特性的改善。 展开更多

关键词 AZ80镁合金 等通道转角挤压 塑性变形 动态再结晶 有限元仿真

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摩擦力在ECAP成形时作用的有限元模拟

7

作者 覃继宁 金泉 +2 位作者 张荻 张国定 李在哲 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期20-22,60,共4页

应用有限元方法对一种全新的可应用于板料的等通道角挤压(ECAP)方法中摩擦力的作用进行了有限元模拟。计算模拟结果表明,不同于常规的等通道角挤压中摩擦力的负面影响,在板料等通道角挤压方法中一定的摩擦力和尺寸精确的模具结构却是保... 应用有限元方法对一种全新的可应用于板料的等通道角挤压(ECAP)方法中摩擦力的作用进行了有限元模拟。计算模拟结果表明,不同于常规的等通道角挤压中摩擦力的负面影响,在板料等通道角挤压方法中一定的摩擦力和尺寸精确的模具结构却是保证此类等通道角挤压正常进行的关键。 展开更多

关键词 等通道角挤压 有限元模拟 摩擦

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摩擦系数对不同截面纯锆单道次ECAP变形影响的有限元模拟与实验验证 被引量：4

8

作者 贾鹏博 杨西荣 +1 位作者 刘晓燕 罗雷 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期145-149,共5页

利用商业有限元软件Abaqus模拟不同截面形状纯锆试样在不同摩擦系数条件下单道次等通道转角挤压变形。模拟结果表明,摩擦系数对挤压载荷有明显影响,随着摩擦系数的增大,截面形状对挤压载荷的影响越来越小。同时发现,随着摩擦系数的增大,... 利用商业有限元软件Abaqus模拟不同截面形状纯锆试样在不同摩擦系数条件下单道次等通道转角挤压变形。模拟结果表明,摩擦系数对挤压载荷有明显影响,随着摩擦系数的增大,截面形状对挤压载荷的影响越来越小。同时发现,随着摩擦系数的增大,Z面等效应变分布均呈减小趋势,且圆形试样减小幅度大于方形试样,说明摩擦及圆形截面有助于工业纯锆的均匀变形;对X面的等效应变分布分析发现,摩擦系数对圆形试样X面等效应变分布影响不大,方形试样X面变形均匀性随摩擦系数的增大而减小。考虑到摩擦会导致挤压力过大,因此在挤压过程中应适当减小摩擦系数,并选择圆形截面试样。 展开更多

关键词 等通道转角挤压 摩擦系数 截面形状 有限元模拟

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背压对ECAP塑性变形区影响的有限元分析 被引量：5

9

作者 康锋 王经涛 《材料与冶金学报》 CAS 2007年第2期142-149,157,共9页

等径角挤压过程中施加背压可以有效的控制和改善材料的微观组织和机械性能.运用有限元分析方法对不同应变硬化行为材料的一道次背压EACP过程进行了模拟计算,探讨了背压对塑性变形区尺寸,塑性变形区内应变速率的分布,以及变形后试样在纵... 等径角挤压过程中施加背压可以有效的控制和改善材料的微观组织和机械性能.运用有限元分析方法对不同应变硬化行为材料的一道次背压EACP过程进行了模拟计算,探讨了背压对塑性变形区尺寸,塑性变形区内应变速率的分布,以及变形后试样在纵截面上应变分布的影响.背压对不同材料的影响有明显的不同:应变硬化材料(应变硬化指数n>0),背压的影响是有利的,可以有效地减小塑性变形区的尺寸,使应变分布更均匀;而弹完全塑性材料(n=0),背压增大导致塑性变形区的尺寸增大,塑性应变速率分布不均匀. 展开更多

关键词 等径角挤压 有限元分析 背压 塑性变形区 应变硬化指数

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楔形头部试样的ECAP变形行为有限元模拟 被引量：1

10

作者 李婷 赵西成 杨西荣 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2009年第21期77-79,83,共4页

应用三维有限元方法对楔形头部试样在等径弯曲通道挤压(ECAP)中的变形行为进行了模拟分析,以比较不同楔形方案(前楔形、后楔形以及楔形头部大小)对金属ECAP变形的影响。结果表明:试样头部为后楔形可以有效的降低加工载荷,显著改善应力/... 应用三维有限元方法对楔形头部试样在等径弯曲通道挤压(ECAP)中的变形行为进行了模拟分析,以比较不同楔形方案(前楔形、后楔形以及楔形头部大小)对金属ECAP变形的影响。结果表明:试样头部为后楔形可以有效的降低加工载荷,显著改善应力/应变分布的均匀性,消除应变集中,避免折叠缺陷,从而获得组织性能较为均匀的试样。 展开更多

关键词 等径弯曲通道挤压 有限元模拟 工业纯钛

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挤压道次对2024铝合金ECAP变形的影响 被引量：5

11

作者 洪浩洋 杜向阳 +2 位作者 何涛 东星倩 高建烨 《轻工学报》 CAS 2020年第1期95-101,共7页

以2024铝合金为研究对象,采用Deform-3D有限元软件对试件进行数值模拟和A路径8道次ECAP实验,研究在不同挤压道次下试件变形过程中金属流动性、挤压载荷和等效应变的变化情况.结果表明:试件的头部和尾部区域金属流动网格呈现弯曲变形,中... 以2024铝合金为研究对象,采用Deform-3D有限元软件对试件进行数值模拟和A路径8道次ECAP实验,研究在不同挤压道次下试件变形过程中金属流动性、挤压载荷和等效应变的变化情况.结果表明:试件的头部和尾部区域金属流动网格呈现弯曲变形,中部区域呈现纯剪切变形,且随道次的增加变形程度显著增强;挤压载荷随挤压道次的增加呈现先上升后下降的趋势,其变化受试件强度影响;试件等效应变值的大小与挤压道次成正比关系,且等效应变值从试件靠近内转角区域出现由大到小的层状分布,3道次后出现应变分布均匀性下降的趋势. 展开更多

关键词 等通道转角挤压 挤压道次 金属流动性 高强度铝合金 有限元

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AZ31镁合金等通道转角挤压变形均匀性有限元分析 被引量：29

12

作者 任国成 赵国群 +1 位作者 徐淑波 王桂青 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期848-855,共8页

以AZ31镁合金为研究对象,通过对不同模具外角ECAP变形过程的有限元模拟,研究不同模具外角下AZ31镁合金ECAP变形的等效应变分布。利用微观组织观察以及硬度测试,分析等效应变分布对微观组织及力学性能影响。结果表明:当模具外角ψ为20
... 以AZ31镁合金为研究对象,通过对不同模具外角ECAP变形过程的有限元模拟,研究不同模具外角下AZ31镁合金ECAP变形的等效应变分布。利用微观组织观察以及硬度测试,分析等效应变分布对微观组织及力学性能影响。结果表明:当模具外角ψ为20°时,工件可以获得均匀的等效应变分布。AZ31镁合金经过ECAP挤压后,微观组织显著细化,力学性能明显改善,但平均晶粒尺寸及微观维氏硬度在工件横截面上分布不均匀,等效应变分布的不均匀性是导致材料微观组织和力学性能不均匀的主要因素之一。 展开更多

关键词 等通道挤压 有限元模拟 变形均匀性分析 AZ31镁合金

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圆形挤压件等通道弯角挤压过程三维数值模拟与参数分析 被引量：12

13

作者 徐淑波 赵国群 +1 位作者 马新武 栾贴国 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期368-373,共6页

　　等通道弯角挤压(ECAP)工艺可以将材料晶粒有效细化至1μm以下,是目前获得块状超细晶粒材料的重要方法之一。利用DEFOM-3D对圆形纯铝挤压件 ECAP工艺进行大量三维有限元模拟,获得了挤压件变形过程晶粒细化机理,得出了挤压过程中模具... 　　等通道弯角挤压(ECAP)工艺可以将材料晶粒有效细化至1μm以下,是目前获得块状超细晶粒材料的重要方法之一。利用DEFOM-3D对圆形纯铝挤压件 ECAP工艺进行大量三维有限元模拟,获得了挤压件变形过程晶粒细化机理,得出了挤压过程中模具拐角、模具圆心角和摩擦条件对挤压件变形均匀程度的影响规律,从而为 ECAP模具设计、工艺参数拟定以及挤压工艺路线规划提供有效的理论指导。 展开更多

关键词 等通道弯角挤压 剧烈塑性变形 超细晶粒 有限元分析

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连续等径角挤压制备超细晶铜 被引量：19

14

作者 运新兵 宋宝韫 陈莉 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1563-1569,共7页

介绍一种制备超细晶材料的新技术———连续等径角挤压,它将连续挤压技术应用于制备超细晶材料的等径角挤压工艺,解决了传统等径角挤压不能制备大尺寸超细晶材料的问题,该技术对超细晶材料的推广应用具有重要意义。通过DEFORM3D对铜的... 介绍一种制备超细晶材料的新技术———连续等径角挤压,它将连续挤压技术应用于制备超细晶材料的等径角挤压工艺,解决了传统等径角挤压不能制备大尺寸超细晶材料的问题,该技术对超细晶材料的推广应用具有重要意义。通过DEFORM3D对铜的连续等径角挤压过程的数值模拟,得到变形过程中金属的流动、应变场和温度场情况,并对不同变形速度和摩擦条件下的变形过程进行比较,得到优化的工艺参数,并以此参数进行实验。实验结果表明,连续等径角挤压后铜的硬度明显上升,连续等径角挤压3道次后,硬度趋于饱和;连续等径角挤压12道次后,铜的平均晶粒尺寸为400 nm。 展开更多

关键词 铜 连续等径角挤压 超细晶 有限元模拟

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等径角挤压工艺的无网格数值模拟研究 被引量：5

15

作者 管延锦 赵国群 +2 位作者 路平 曹伟 吴欣 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期15-21,共7页

等径角挤压(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)工艺,是一种通过材料的剧烈塑性变形,获得大块超细晶材料的有效方法。采用无网格伽辽金法对等径角挤压工艺进行了数值模拟研究,分析了挤压过程中材料的流动规律,研究了模具圆心角、挤... 等径角挤压(Equal Channel Angular Pressing,ECAP)工艺,是一种通过材料的剧烈塑性变形,获得大块超细晶材料的有效方法。采用无网格伽辽金法对等径角挤压工艺进行了数值模拟研究,分析了挤压过程中材料的流动规律,研究了模具圆心角、挤压件与模具间的摩擦状况对ECAP挤压效果的影响。随着模具圆心角的减小,挤压件的等效应变增大并且变得更加均匀,但是模具圆心角越小,挤压载荷越大,严重影响模具的使用寿命;摩擦状况对挤压件的等效应变的影响较小,对挤压载荷影响显著。无网格模拟分析结果与实验结果吻合良好。 展开更多

关键词 等径角挤压 ecap 无网格伽辽金法 数值模拟

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等径通道挤压过程三维有限元模拟 被引量：8

16

作者 索涛 李玉龙 +1 位作者 刘元镛 郭亚洲 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期754-759,共6页

利用三维有限元模型对等径通道挤压过程中变形分布的不均匀性进行了模拟,通过对不同摩擦系数下截面等效塑性应变分布比较发现:沿三个方向截面上的变形分布都不是均匀的,这说明二维有限元模型不能真实模拟等径通道挤压过程中试样中的变... 利用三维有限元模型对等径通道挤压过程中变形分布的不均匀性进行了模拟,通过对不同摩擦系数下截面等效塑性应变分布比较发现:沿三个方向截面上的变形分布都不是均匀的,这说明二维有限元模型不能真实模拟等径通道挤压过程中试样中的变形分布。此外,摩擦对等效塑性应变分布及挤压力的影响较大,截面变形不均匀参数和最大等效塑性应变出现的位置随摩擦系数的增大而变化。压力-位移曲线的变化可以结合试样的变形过程来解释。 展开更多

关键词 等径通道挤压 三维有限元模拟 等效塑性应变

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粉末多孔材料等径角挤压热力耦合有限元数值分析 被引量：13

17

作者 周明智 薛克敏 李萍 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期1510-1516,共7页

等径角挤压是获得块体超细晶材料的一种重要工艺方法。针对粉末多孔材料,采用体积可压缩刚粘塑性热力耦合有限元法对其等径角挤压过程进行模拟分析。结果显示,等径角挤压工艺对粉末多孔材料具有强烈的致密效果,变形温度和接触摩擦状况... 等径角挤压是获得块体超细晶材料的一种重要工艺方法。针对粉末多孔材料,采用体积可压缩刚粘塑性热力耦合有限元法对其等径角挤压过程进行模拟分析。结果显示,等径角挤压工艺对粉末多孔材料具有强烈的致密效果,变形温度和接触摩擦状况对变形及致密存在明显的影响。研究表明,材料所处的静水压力状态对多孔材料的挤压效果影响显著,高的静水压力状态有利于提高粉末材料的变形能力及致密效果,改进的带背压工艺有利于提高变形的均匀性,扩大工艺的应用范围。 展开更多

关键词 粉末多孔材料 等径角挤压 热力耦合 有限元分析 静水压力

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AZ31镁合金板材等径角轧制变形规律研究 被引量：9

18

作者 程永奇 陈振华 +1 位作者 夏伟军 周涛 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期127-132,共6页

对等径角轧制过程中AZ31镁合金板材的应力应变状态进行了分析,采用有限元对不同通道间隙下板材的应变状态进行了模拟,研究了不同通道间隙下镁合金板材晶粒取向的演变规律及其对晶粒取向的影响。结果表明,在等径角轧制过程中,板材在模具... 对等径角轧制过程中AZ31镁合金板材的应力应变状态进行了分析,采用有限元对不同通道间隙下板材的应变状态进行了模拟,研究了不同通道间隙下镁合金板材晶粒取向的演变规律及其对晶粒取向的影响。结果表明,在等径角轧制过程中,板材在模具转角处受到剪应力和压应力的作用;随通道间隙的增加,板材的变形由剪切变形演变为剪切+弯曲变形,甚至弯曲变形;由于剪应力的作用,AZ31镁合金板材的晶粒取向由普通轧制所形成的基面取向转变为等径角轧制后的非基面取向,随着剪切变形量的减小,基面沿轧制方向的偏转角度也逐渐减小。 展开更多

关键词 等径角轧制 AZ31镁合金板材 变形规律 有限元模拟 晶粒取向

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变形温度对AZ31镁合金等通道转角挤压变形行为的影响 被引量：23

19

作者 任国成 赵国群 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1789-1795,共7页

通过建立镁合金等通道转角挤压过程的热力耦合有限元分析模型,对其变形过程中的温度场分布进行分析,并通过微观组织观察和XRD分析,获取变形温度对镁合金变形行为的影响规律。结果表明:等通道挤压过程中试件温度分布不均匀,在模具转角剪... 通过建立镁合金等通道转角挤压过程的热力耦合有限元分析模型,对其变形过程中的温度场分布进行分析,并通过微观组织观察和XRD分析,获取变形温度对镁合金变形行为的影响规律。结果表明:等通道挤压过程中试件温度分布不均匀,在模具转角剪切部位温度显著升高,且存在明显的温度梯度。XRD分析和微观组织观察显示,AZ31镁合金变形后,锥面衍射强度显著增强,且镁合金的再结晶速度随着变形温度的升高而显著加快。结合变形过程中温度场的分布状况,建议AZ31镁合金等通道转角挤压的合理变形温度设定为250℃。 展开更多

关键词 AZ31镁合金 等通道挤压 有限元模拟 变形温度

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等通道转角挤压过程中材料的受力及变形均匀性 被引量：4

20

作者 丁雨田 张静 +2 位作者 郭廷彪 胡勇 贾智 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2017年第1期19-23,共5页

利用DEFORM-3D软件对纯铝和纯铜的ECAP过程进行模拟,得到不同挤压路径和模具内角时材料的载荷变化和等效应力、应变分布规律.结果表明:模具内角对材料变形所需载荷有显著作用;内角度数越大变形越易进行,但不利于变形量的累积,90°... 利用DEFORM-3D软件对纯铝和纯铜的ECAP过程进行模拟,得到不同挤压路径和模具内角时材料的载荷变化和等效应力、应变分布规律.结果表明:模具内角对材料变形所需载荷有显著作用;内角度数越大变形越易进行,但不利于变形量的累积,90°时材料受力较为均匀.不同挤压路径对材料的变形均匀性影响也不同,Bc路径能最有效地提高材料变形均匀性. 展开更多

关键词 等通道转角挤压 有限元模拟 等效应力 变形均匀性

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