数值模拟与实验的对比，能更加清楚的知道实验的不足与模拟的真实性。数值模 拟可以有效的验证实验结果的真实可靠性，使实验结果更加有说服力；模具实验能与 数值模拟相互佐证，证明其真实性。

1。2  剧烈塑性变形研究现状及发展

剧烈塑性变形(severe plastic deformation, SPD)是一种大塑性变形技术，它的局限 性小，工业应用前景大，细化能力强，是制备块状超细晶纳米材料最为有效的途径之 一，并因此而成为了材料界研究的热点[7]。20 世纪 90 年代，俄罗斯 Ufa 州州立大学 高等材料物理研究所的 R。Z。Valiev 领导的研究小组采用等通道角挤压法和高压扭转两种 SPD 工艺制备纳米晶金属[8]。Valiev 还提出了采用 SPD 工艺时应满足的条件，如 相对低的变形温度，塑性变形量要大，变形体内可以承受高压等。通过这些条件的引 领，越来越多的 SPD 工艺方法被开发出来。

迄今为止成熟的剧烈塑性变形方法有等径角挤压法（ Equal channel angular pressing, ECAP）[9] 、 高压扭转法（ High pressure torsion, HPT）[10] 、 多向锻造法

（Mufti-directional forging, MDF）[11]、反复折弯校直法（Repetitive corrugation and straightening, RCS）[12]、累积叠轧法（Accumulative roll bonding, ARB）[13, 14]、限制模 压变形法（Constrained groove pressing, CGP）[15]等等。

1。3  反复折弯校直变形方法及原理

CGP 方法的工艺原理如图 1-1 所示[16]。整个工艺过程由 1 套折弯模具和 1 套校直 模具来完成，如图 1-1（a）和（c）所示，在实验过程中板材试样受到模具侧壁的限 制作用，使其在横向方向上不会有位移。折弯模具的基本尺寸参数主要有模具齿宽 t 和齿倾角θ，模具齿形以非对称形式布置，可以调整试样位置，使其均匀变形，如图

1-1（a）所示；校直模具与试样接触部位为两块相互平行的平板，如图 1-1（c）所示。 确定折弯模具的倾角θ=45°，模具齿宽 t=5mm，运动原理为：①如图 1-1（a）所示，将试样置于折弯模具之间进行第一次压弯（图 1-1（b）），使模具齿形部分的试样 受到剪切变形，累积等效应变为 0。58，这时齿顶与齿根部分的试样不发生变形。②然 后使用校直模具将试样压平（图 1-1（c）），此时变形部分的试样累积的等效应变为 1。16。以上过程中称为形变 1 整次。对试样进行多整次折弯校直形变后，即可在试样 上累积大的等效应变，使晶粒细化。在允许的情况下不断重复上述变形的循环过程， 可以增加试样对有效应变的累积，从而在不改变试样外形尺寸的情况下获得超细晶板 材。论文网

但在实际生产中完全变形过程是不存在的，因为未变形区与变形区之间会有一个 过渡区，称为弯曲延展区，如图 1-2 所示。

交叉模压变形（cross-constrained groove pressing, cross-CGP）方法[17]，工艺原理 如图 1-3（a）所示，即在完成一整次变形后，绕平面中心轴旋转 180°进行一整次 CGP 过程，完成后，将变形试样绕板材的平面中心轴旋转 90°。90° cross-CGP 如图 1-3（b） 所示，即在一整次之后立刻对平板试样旋转 90°，便于区分，将图 1-13（a）中的工 艺称为 180°cross-CGP。

图 1-1 工艺原理图

图 1-2 金属板料变形分区示意图

1。4  反复折弯校直变形方法国内外研究现状

1。5  DEFORM 仿真模拟概述

有限元法为数值模拟方法中应用较为广泛的。材料成形 CAE 中用于体积成型模 拟与设计的软件为 DEFORM 软件。

本文利用 DEFORM-3D 软件来对反复折弯校直变形进行模拟分析。DEFORM 软 件是基于工艺过程模拟的有限元系统，对于各种塑性体积成形过程中的金属流动以及 应变、应力、温度等物理场的分布的分析更加突出，可以显示出材料流动、模具充填、 成形载荷、模具应力、缺陷形成、韧性破裂和金属微结构等信息的详细情况，并提供 模具仿真及其他相关的工艺分析数据。DEFORM 一般的有限元程序有所不同，不同 之处在于它专为金属成形而设计，并且具有很好的图形界面，使用户可以更加方便地 进行数据的准备和分析。