2.2  有限元软件 DEFORM-3D 7

2.3  棒材旋转挤压数值模拟模型的建立 8

2.3.1  几何模型的建立 8

2.3.2  几何分析模型的建立 8

2.3.3  定义工具和边界条件 9

2.4  棒材旋转挤压过程数值模拟方案的设计 10

2.4.1  不同摩擦因子的旋转挤压模拟方案 10

2.4.2  不同挤压模锥角的棒材旋转挤压工艺的模拟方案 10

2.4.3  不同挤压比的棒材旋转挤压工艺的模拟方案 10

2.4.4  不同挤压模转速的棒材旋转挤压工艺的模拟方案 11

2.4.5  背压力的棒材旋转挤压工艺的模拟方案 11

2.4.6  特殊锥面结构挤压模的棒材旋转挤压工艺的模拟方案 11

第三章 结果与分析 13

3.1  棒材旋转挤压工艺过程的分析 13

3.1.1  棒材旋转挤压过程等效应变的分析 13

3.1.2  棒材旋转挤压工艺过程中速度场的分析 14

3.1.3  棒材旋转挤压工艺过程中凸模载荷的分析 15

3.2  不同工艺参数对棒材旋转挤压工艺的影响 15

3.2.1  摩擦因子对棒材旋转挤压工艺的影响 15

3.2.2  挤压模锥角对棒材旋转挤压工艺的影响 16

3.2.3  挤压比对旋转挤压工艺的影响 18

3.2.4  挤压模转速对旋转挤压的影响 19

3.2.5  背压力对棒材旋转挤压工艺的影响 20

3.3  特殊锥面结构挤压模的棒材旋转挤压工艺 21

结 论 23

致 谢 24

参 考 文 献 25

第一章 绪论

1.1  课题背景

随着航空航天、汽车等领域的发展，各种零部件对可靠性要求很高，并且要求 零部件材料具有优良的组织和性能。这些零部件往往形状复杂，加工困难，零部件 材料的塑性较差。因此，对传统塑性加工技术进行改进，研究高强度硬度、高塑性 韧性和高耐磨性的材料已成为广大研究者们研究的重点。

近些年来，能够生产出高强度硬度、高塑性韧性和高耐磨性的超细晶材料的剧 烈塑性变形工艺(Severe Plastic Deformation,简称 SPD)受到广泛关注，并得到大力 发展。剧烈塑性变形工艺主要的变形方式是剪切变形，具有强烈的晶粒细化能力， 可以直接将材料的内部组织细化到亚微米乃至纳米级。同时，由于剧烈塑性变形工 艺的塑性变形程度大，变形时产热较多，毛坯只需加热到很低的温度甚至在常温下 就可以开始变形加工，大大降低了能源的损耗，比传统塑性加工降低了 50%以上的 能耗。因此，剧烈塑性变形工艺已被国际材料学界公认为是制备块体纳米（晶粒尺 寸小于 100nm）和超细晶材料(晶粒尺寸为 100nm-1  m)的最有前途的方法[1]。