等通道轉角擠壓設備的設計研究.pdf

1、碩士學位論文等通道轉角擠壓設備的研制摘要lIIIIIIIIIIIIIIIilllllIlllUlY3046041當前世界科技水平日益提高，各種高新科學技術的發(fā)展離不開高性能有色金屬材料，而且對有色金屬材料的要求越來越高，超細晶材料具有優(yōu)良的力學性能、獨特的物理性能及優(yōu)異的超塑性，研究超細晶材料具有重要的科學意義和很高的工業(yè)價值。等通道轉角擠壓工藝(ECAP)制備超細晶材料簡單易行，模具結構相對簡單，具有極大的工業(yè)化應用前景。然而目前我國

2、對ECAP的研究還停留在實驗室中，欠缺專業(yè)化的加工設備，因此為了更好的推動ECAP工藝的發(fā)展，實現(xiàn)ECAP技術的工業(yè)化、產業(yè)化應用，等通道轉角擠壓設備的研究具有十分重要的意義?？紤]到等通道轉角擠壓的特點，結合需求的實際情況，本設備采用典型的三梁四柱結構，采用臥式布置，無穿孔系統(tǒng)，傳動方式采取液壓傳動的泵直接傳動形式。根據(jù)等通道轉角擠壓的工藝需要，本課題設計了兩套ECAP模具，用DEFORM軟件對長尺寸變形體的ECAP變形過程進行的數(shù)值模

3、擬，得出沖頭擠壓載荷的變化規(guī)律及兩套模具的應力分布圖，為大尺寸金屬試樣的ECAP變形工藝的優(yōu)化提供了依據(jù)。確定了擠壓設備的整體結構后，對其機身結構及主要零部件進行了設計，然后依據(jù)傳統(tǒng)力學計算方法對各個零部件進行了強度和剛度校核，結果基本滿足設計要求，在此基礎上確定了擠壓設備機身各個零部件的具體尺寸，為下一步的有限元分析做好準備。有限元分析結果表明，機身主要零部件的剛度均較好，但是應力分布不均勻，局部存在應力集中現(xiàn)象，存在應力集中的結構經

4、過改進后強度均滿足了設計要求。為精簡部分零件結構，減小成本，以前梁為例對其總重進行了優(yōu)化分析，在整個模型優(yōu)化分析的過程中，以前梁筋板的厚度作為設計變量，以前梁的質量作為目標函數(shù)，以前梁的最大應力值和最大變形量作為狀態(tài)變量，得出了最終的優(yōu)化結果，優(yōu)化效果是比較明顯的，在最大應力和最大變形量都滿足要求的情況下，前梁的質量比優(yōu)化前的模型中的質量下降了515％，證明了本次優(yōu)化設計是合理的。關鍵詞：超細晶材料，等通道轉角擠壓，數(shù)值模擬，擠壓設備碩

5、士學位論文等通道轉角擠壓設備的研制目錄摘j9l獸IAbstractII目錄III1緒論111引言112超細晶材料的制備方法1121常規(guī)制備方法1122劇烈塑性(SPD)變形方法213ECAP工藝原理314ECAP研究現(xiàn)狀415課題研究的背景及意義516課題研究的內容62等通道轉角擠壓設備的總體方案721等通道轉角擠壓設備的設計思想和結構形式7211等通道轉角擠壓設備公稱擠壓力確定72111上限：法72112擠壓力計算7212等通道轉角擠