6063鋁管擠壓成形過(guò)程的熱力數(shù)值模擬:金屬[13323330534 13702026627]塑性成形過(guò)程模擬是實(shí)現(xiàn)在短周期內(nèi)，以低成本設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)描述整個(gè)金屬塑性成形過(guò)程，而要成功實(shí)現(xiàn)擠壓成形工藝的過(guò)程模擬，依賴于許多因素：包括本構(gòu)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(zhǔn)確性的重要因素之一。 壓縮試驗(yàn)是用來(lái)確定材料流動(dòng)應(yīng)力—應(yīng)變曲線(流動(dòng)曲線)常用的方法，但即使在潤(rùn)滑條件下，模具和試件界面間的摩擦也會(huì)不可避免地導(dǎo)致試件出現(xiàn)鼓肚，從而影響了流動(dòng)曲線的準(zhǔn)確性。由于試件變形終了的尺寸是容易被測(cè)量的，根據(jù)試件變形終了最大和最小直徑定義鼓度θ，本文采用數(shù)值模擬和壓縮實(shí)驗(yàn)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，最終得到AA6063鋁管的真實(shí)流動(dòng)曲線和本構(gòu)方程。 首先，用DEFORM-3D對(duì)鋁合金AA2017初始高徑比H／D為1太原理工大學(xué)碩士學(xué)位論文和1.5的兩圓柱體試件進(jìn)行墩粗模擬試驗(yàn)，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(duì)多組材料做模擬試驗(yàn)，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(biāo)定曲線，進(jìn)而依據(jù)鼓度數(shù)據(jù)來(lái)修正流動(dòng)應(yīng)力。其次，在Gleeble一1500熱模擬機(jī)上，對(duì)17組AA6063鋁合金試件(H/D=l .5)進(jìn)行了熱塑性試驗(yàn)，利用上述H/D=1 .5時(shí)的標(biāo)定曲線估計(jì)出該材料圓柱體墩粗試驗(yàn)時(shí)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(yàn)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400℃，440℃，4800℃，520℃條件下的真實(shí)流動(dòng)應(yīng)力曲線，分析表明未經(jīng)修正的應(yīng)力值比真實(shí)應(yīng)力值最大高出百分之十八，因此對(duì)其修正是十分必要的，否則會(huì)給后續(xù)的模擬研究結(jié)果及數(shù)據(jù)分析帶來(lái)較大誤差。進(jìn)一步分析表明:不論試驗(yàn)時(shí)試件端面是否有潤(rùn)滑，用鼓度推算摩擦因子，二者最終修正后的真實(shí)應(yīng)力一應(yīng)變曲線非常接近，表明試驗(yàn)中的潤(rùn)滑條件對(duì)該方法的影響可以忽略不計(jì);然后給出6063鋁管高溫時(shí)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(yàn)數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.99。 將上述試驗(yàn)所得本構(gòu)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(tái)上對(duì)AA6O63鋁管平面分流組合模熱擠壓成形工藝進(jìn)行熱力藕合模擬，通過(guò)對(duì)成形過(guò)程應(yīng)力、應(yīng)變場(chǎng)和溫度場(chǎng)分析，揭示了擠壓成形的金屬流動(dòng)規(guī)律，對(duì)工藝和模具設(shè)計(jì)具有一定的理論指導(dǎo)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
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