摘要:等徑角擠壓（Equal Channel Angular Pressing，ECAP）是一種利用純剪切應(yīng)變使粗金屬及合金塊體材料發(fā)生劇烈塑性變形，從而實(shí)現(xiàn)組織晶體超細(xì)化的工藝方法。它使得粗晶粒在強(qiáng)烈的剪切塑性變形下被細(xì)化至微米甚至納米級的超細(xì)晶粒，因此ECAP作為一種具有工業(yè)化應(yīng)用前景的強(qiáng)烈塑性形方法備受人們的普遍關(guān)注。

本文以純鋁為研究對象，利用Deform有限元分析軟件對不同摩擦參數(shù)條件下的單道次ECAP變形進(jìn)行模擬和分析，獲得了金屬流動、擠壓載荷、等效應(yīng)力、等效應(yīng)變等場量的分布及變化規(guī)律，分析了摩擦條件對材料塑性變形行為的影響規(guī)律。

結(jié)果表明：摩擦使工件底部的部分網(wǎng)格發(fā)生嚴(yán)重畸變從而被拉長，摩擦越大，底部部分網(wǎng)格則被拉得越長，同時網(wǎng)格的畸變區(qū)域也隨之?dāng)U展；摩擦對金屬的流動有阻礙作用，摩擦越大，流動速度越慢；摩擦越大，工件所需的擠壓載荷也越大，最大載荷值也越大；摩擦對等效應(yīng)力和應(yīng)變分布區(qū)域都有影響，摩擦越大，最大等效應(yīng)力和應(yīng)變值也越大。

關(guān)鍵詞 大塑性變形；ECAP；有限元分析；摩擦條件；應(yīng)變累積

目錄

摘要

Abstract

1 緒論-2

1.1 ECAP工藝-2

1.1.1 ECAP的變形原理-2

1.1.2 ECAP的工業(yè)應(yīng)用-3

1.1.3 ECAP的模擬研究-4

1.1.4 ECAP的影響因素-4

1.2 有限元法的概述-5

1.3 本課題的研究意義和研究內(nèi)容-6

1.3.1 研究意義-6

1.3.2 研究內(nèi)容-6

2 ECAP工藝變形過程的有限元模擬-6

2.1 ECAP幾何模型的創(chuàng)建-7

2.1.1 幾何模型的裝配-9

2.2 ECAP有限元模擬過程-9

2.2.1 創(chuàng)建新問題-9

2.2.2 模擬參數(shù)設(shè)置-10

3 有限元模擬結(jié)果的分析與討論-12

3.1 ECAP變形行為分析-12

3.2 摩擦對ECAP變形行為的影響-15

3.2.1 金屬流動-15

3.2.2 擠壓載荷-17

3.2.3 等效應(yīng)力-18

3.2.4 等效應(yīng)變-19

結(jié)論-22

致謝-23

參考文獻(xiàn)-24