2.1.2  有限元分析的基本思想 7

2.1.3  有限元模拟软件介绍 7

2.2  大塑性变形数值模拟模型的建立 8

2.2.1  单元类型及网格的划分 8

2.2.2  材料模型及工具动作的设定 9

2.2.3  接触条件的设置 9

2.2.4  模拟控制的设置 10

2.2.5 数据库文件的生成 11

2.3  不同工艺参数模拟方案的设计 11

2.3.1 不同空管直径的模拟方案 12

2.3.2 转角处不同夹角的模拟方案 13

2.3.3  芯棒转角处到凹模对应位置的距离的模拟方案 13

2.3.4 不同芯棒锥角的模拟方案 14

第三章 数值模拟的结果与分析 15

3.1  芯棒预制空管的直径的影响 15

3.1.1  芯棒预制空管的直径对等效应变的影响 15

3.1.2  芯棒空管直径的大小对等效应变速率的影响 18

3.1.3  芯棒空管直径的大小对凸模所受载荷的影响 19

3.2  转角处夹角大小的影响 20

3.2.1  转角处夹角大小对等效应变的影响 20

3.2.2 转角处夹角大小对等效应变速率的影响 23

3.2.3  转角处夹角大小对凸模所受载荷的影响 23

3.3 芯棒转角处与凹模对应位置的距离的影响 24

3.3.1 芯棒转角处与凹模对应位置的距离对等效应变的影响 24

3.3.2  芯棒转角处与凹模对应位置的距离对等效应变速率的影响 27

3.3.3  芯棒转角处与凹模对应位置的距离对凸模所受载荷的影响 28

3.4 芯棒锥角的大小的影响 28

3.4.1 芯棒锥角的大小对等效应变的影响 28

3.4.2 芯棒锥角大小对等效应变速率的影响 29

3.4.3 芯棒锥角大小对凸模所受载荷的影响 32

结 论 33

致 谢 34

参考文献 35

第一章 绪 论

1.1 引言

近半个世纪以来，随着机械工业、航空工业的发展，对管材品种的需求日新月异， 对管材性能的要求也越来越高，采用传统加工管材的方法如轧制、挤压、锻造等工艺， 虽然能够使其的晶粒尺寸最小可以达到 10μm，但是仍然难以满足对管材性能方面的 要求。因而先进的管材大塑性变形（Severe Plastic Deformation, SPD）[1]技术便应运而 生，如等通道转角挤压（Equal Channel Angular Extrusion or Pressing, ECAP）[2]技术、 管材往复挤 压（ Tube Cyclic Extrusion-compression, TCEC）[3] 技术、 累积 叠轧焊（Accumulative Roll-Bonding, ARB）[4]技术、搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding, FSW） [5]技术、径向正挤压（Radial-forward Extrusion, RFE）[6]技术等管材大塑性变形工艺。 与传统的挤压技术相比，管材的大塑性变形工艺在细化晶粒、均匀组织、提高金属塑 性方面有着杰出的作用。