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5A06厚壁無(wú)縫鋁管擠壓成形過(guò)程的熱力耦合數值模擬
2016-06-28
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金屬塑性成形過(guò)程模擬是實(shí)現在短周期內，以低成本設計出參數合理的模具，生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)，它可以實(shí)時(shí)描述整個(gè)金屬塑性成形過(guò)程，而要成功實(shí)現擠壓成形工藝的過(guò)程模擬，依賴(lài)于許多因素：包括本構文 和1.5的兩圓柱體試件進(jìn)行墩粗模擬試驗，得到相應兩組鼓度 與摩擦因子、應變、高徑比間的關(guān)系曲線(xiàn)，并給出回歸方程， 又對多組材料做模擬試驗，發(fā)現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(xiàn)具有廣泛適用性，可作為 估算摩擦因子的標定曲線(xiàn)，進(jìn)而依據鼓度數據來(lái)修正流動(dòng)應力。 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(jìn)行了熱塑性試驗，利用上述H/D=1 .5時(shí)的標定曲 線(xiàn)估計出該材料圓柱體墩粗試驗時(shí)接觸面上的各組摩擦因子大 小，再利用主應力求解公式剔除試驗中摩擦的影響，獲得應變 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(shí)流動(dòng)應力曲線(xiàn)，分析表明未經(jīng)修正的應力值 比真實(shí)應力值高出百分之十八，因此對其修正是十分必要 的，否則會(huì )給后續的模擬研究結果及數據分析帶來(lái)較大誤差。 進(jìn)一步分析表明:不論試驗時(shí)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(shí)應力一應變曲線(xiàn)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(shí)的粘塑性本構方程模型并回歸出方程中 的系數，回歸曲線(xiàn)與試驗數據的相關(guān)系數高達0.99。 將上述試驗所得本構方程作為有限元模擬時(shí)的材料模型， 太原理工大學(xué)碩士學(xué)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，本構關(guān)系是影響模擬結果準確性的重要因素之一。 壓縮試驗是用來(lái)確定材料流動(dòng)應力—應變曲線(xiàn)(流動(dòng)曲線(xiàn))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(huì )不可避免地導致試件出現鼓肚，從而影響了流動(dòng)曲線(xiàn)的準確性。由于試件變形終了的尺寸是容易被測量的，根據試件變形終了和小直徑定義鼓度θ，本文采用數值模擬和壓縮實(shí)驗相結合的方法，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(shí)流動(dòng)曲線(xiàn)和本構方程。 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(xué)碩士學(xué)位論熱擠壓成形 工藝進(jìn)行熱力藕合模擬，通過(guò)對成形過(guò)程應力、應變場(chǎng)和溫度 場(chǎng)分析，揭示了擠壓成形的金屬流動(dòng)規律，對工藝和模具設計 具有一定的理論指導意義和實(shí)際應用價(jià)值
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