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《青岛理工大学》 2011年
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管的高压剪切变形数值分析及实现技术

安钰坤  
【摘要】:管的高压剪切变形(THPS)是一种新兴的剧烈塑性变形方法,该方法是在三向压应力的条件下实现材料的纯剪切变形,变形效率高并有望实现大块纳米材料的制备,因此有着重要的科学研究价值。目前THPS的研究正处于初始阶段,本文主要从理想状况下THPS模拟研究、三维状况下THPS数值模拟分析、实验模具工艺设计和实验结果分析对THPS进行研究,为THPS工艺的更加深入研究和超细晶材料的制备打下基础。 首先,在二维理想状况下对管高压剪切变形进行数值模拟,分析材料流动规律和变形分布规律,还研究了旋转角度、平均半径、试样壁厚、试样材料和半径比对试样变形的影响。得出THPS能使材料发生很大的剪切变形,并且经过变形后材料的最大变形总是在试样的内圈,最小变形在试样的外圈;旋转角度和半径比是影响试样变形大小和分布的关键因素,相同半径比的不同试样经过此工艺变形后得到材料变形大小及分布基本一致。 然后,在三维情况下进行数值模拟分析,得到真实变形后材料的总体流动规律和变形分布规律。通过不同试样的模拟得知接触部位的摩擦、试样高度和压力大小会使得变形后试样变形大小和分布不同:压力过小会使接触之间的摩擦不够从而出现打滑;随着高度的增加最大变形出现在试样内圈中间位置处;接触之间的摩擦影响着变形的分布规律。 最后,基于数值模拟结果进行模具和工艺的设计,并在设备上进行相关实验,通过变形后试样的宏观流动观察、硬度测试和显微组织分析最终得出经过实验变形后试样的流动规律和变形分布规律与数值模拟结果相吻合。
【学位授予单位】:青岛理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB302.3

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