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基于有限元模擬以及理論計算的Zr基非晶合金熱漸進成形工藝
發(fā)布日期：2024-08-02 瀏覽次數：2746
與傳統板料成形技術不同的是,漸進成形是利用工具頭逐層增產、逐點地對板料施加作用,從而加工出目標零件,具有很大的柔性。常規(guī)室溫漸進成形技術需要非常大的成形力,熱漸進成形技術可以減小成形力和提高成形的幾何精度,其分為整體熱漸進成形和局部熱漸進成形兩種方式方法。非晶合金由于其成形后需要及時降溫以防止晶化,故更適合使用局部熱漸進成形方法進行成形行動力。在漸進成形過程中非晶合金板料的變形可視為局部范圍內的高應變速率拉伸變形,并且在變形區(qū)域內溫度梯度大,目前很少有學者進行非晶合金在過冷液相區(qū)內高應變速率、大溫度梯度拉伸流變行為的研究切實把製度。
基于以上非晶合金漸進成形問題,來自華中科技大學的龔攀等研究了非晶合金在過冷液相區(qū)內具有較大溫度梯度的高溫流變行為,并利用數值模擬和理論計算的方法對電輔助熱漸進成形過程中的工藝參數進行研究保供。相關研究效果于2024年7月在《鍛壓技術》上發(fā)表。
研究人員研究了Zr35Ti30Be27.5Cu7.5非晶合金在溫度為618~648K銘記囑托、應變速率為0.05~0.5s-1條件下的流變行為,并對高溫拉伸實驗得到的真實應力-真實應變曲線頸縮階段部分進行修正,進而得到真實變形情況下的真實應力-真實應變曲線（圖1）引領。并對現有本構模型的穩(wěn)態(tài)流動應力階段進行簡化修正,建立了可應用于非晶合金高溫高應變速率拉伸條件的簡化后Maxwell-Pulse本構模型,應用于模擬仿真中。通過正交實驗方法設計了9組對比模擬實驗研究了溫度試驗、進給速率和進給量3種因素對Zr35Ti30Be27.5Cu7.5非晶合金漸進成形性能的影響（圖2-4）勞動精神。結果表明：在過冷液相區(qū)內的9組模擬實驗中,非晶合金最大成形角均能達到90°,隨著溫度的增加,等效應力和變形所需成形力降低,整體應力分布更加均勻,最小壁厚增大;隨著進給量的提高,等效應力和變形所需成形力呈逐漸增大的趨勢,最小壁厚隨進給量的增大而減小;隨著進給速率的增加,等效應力和變形所需成形力也呈逐漸增大的趨勢,同時最小壁厚隨進給速率的增大而減小開展攻關合作⊙u度保障；诓牧献冃芜^程建立的漸進成形力分析預測模型,從材料變形的角度對成形力進行了理論計算,該模型相比于常規(guī)的成形力經驗公式計算方法,額外考慮了局部接觸行為、整體彎曲行為的有效手段、材料變形模式和接觸條件的影響統籌推進。通過對比模擬仿真的成形力曲線和理論計算的成形力曲線發(fā)現,該理論計算方法模型具有極好的預測準確性,為漸進成形設備和成形工具的設計提供了理論依據,并能根據成形力的大小選擇合適的成形工藝和參數以提高成形效率。
基于以上非晶合金漸進成形問題,來自華中科技大學的龔攀等研究了非晶合金在過冷液相區(qū)內具有較大溫度梯度的高溫流變行為,并利用數值模擬和理論計算的方法對電輔助熱漸進成形過程中的工藝參數進行研究保供。相關研究效果于2024年7月在《鍛壓技術》上發(fā)表。
研究人員研究了Zr35Ti30Be27.5Cu7.5非晶合金在溫度為618~648K銘記囑托、應變速率為0.05~0.5s-1條件下的流變行為,并對高溫拉伸實驗得到的真實應力-真實應變曲線頸縮階段部分進行修正,進而得到真實變形情況下的真實應力-真實應變曲線（圖1）引領。并對現有本構模型的穩(wěn)態(tài)流動應力階段進行簡化修正,建立了可應用于非晶合金高溫高應變速率拉伸條件的簡化后Maxwell-Pulse本構模型,應用于模擬仿真中。通過正交實驗方法設計了9組對比模擬實驗研究了溫度試驗、進給速率和進給量3種因素對Zr35Ti30Be27.5Cu7.5非晶合金漸進成形性能的影響（圖2-4）勞動精神。結果表明：在過冷液相區(qū)內的9組模擬實驗中,非晶合金最大成形角均能達到90°,隨著溫度的增加,等效應力和變形所需成形力降低,整體應力分布更加均勻,最小壁厚增大;隨著進給量的提高,等效應力和變形所需成形力呈逐漸增大的趨勢,最小壁厚隨進給量的增大而減小;隨著進給速率的增加,等效應力和變形所需成形力也呈逐漸增大的趨勢,同時最小壁厚隨進給速率的增大而減小開展攻關合作⊙u度保障；诓牧献冃芜^程建立的漸進成形力分析預測模型,從材料變形的角度對成形力進行了理論計算,該模型相比于常規(guī)的成形力經驗公式計算方法,額外考慮了局部接觸行為、整體彎曲行為的有效手段、材料變形模式和接觸條件的影響統籌推進。通過對比模擬仿真的成形力曲線和理論計算的成形力曲線發(fā)現,該理論計算方法模型具有極好的預測準確性,為漸進成形設備和成形工具的設計提供了理論依據,并能根據成形力的大小選擇合適的成形工藝和參數以提高成形效率。
特別提示：本信息由相關企業(yè)自行提供關鍵技術，真實性未證實了解情況，僅供參考。請謹慎采用技術研究，風險自負重要的。
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