高压扭转(HPT)论文：高压扭转(HPT) 有限元 扭转圈数 工艺参数.doc

高压扭转(HPT)论文：典型金属高压扭转变形的有限元分析

【中文摘要】高压扭转法(HPT)是剧烈塑性变形(SPD)的加工方法之一,近年来受到广泛关注,它能将金属材料的晶粒细化到纳米级,所加工的块体材料没有任何残余孔隙,而且工件在产生巨大应力应变的情况下,其尺寸不会有很大变化。但是,因为HPT实验中,工件尺寸小,并且要求上模加载于工件的力很大,甚至达到几个Gpa,同时要求工件与上下模接触面粗糙、摩擦系数大,因此,HPT变形过程所需要的工艺参数条件,如上模的载荷、模具与工件之间的摩擦系数、下模的扭转速度等,让实验的进行相对困难。因此,通过模拟分析总结出HPT中在不同的工艺参数条件下工件的扭转情况,为后继的HPT实验的参数设置提供参考依据具有很重要的意义。本文在PRO/E中建立HPT变形的三维模型,导入模拟分析软件DEFORM中,并对不同的HPT模型进行了分析比较,发现闭式的HPT模型在本次模拟中无法实现工件正常的高压扭转变形,不能顺利地对工件进行扭转。当采用半封闭式的HPT模型时工件能够实现在高压下进行扭转变形。当然,这种情况可能与参数设置有关。本文研究了几种典型金属材料的高压扭转变形(HPT)情况。选取Al试样的HPT变形结果,分析了其在高压扭转中的的行为特征,包...
【英文摘要】High pressure torsion is one of the severe plastic deformation methods which has been received extensive attention in recent years. The material grain size of the sample can be refined to nanometer and the bulk material been processed has no residual pore. There will be no great changes of the size of the sample after a huge piece of the stress and strain in HPT. However, the technological parameters of HPT such as the load of the die, the friction coefficient between the sample and dies, and the reverse sp...
【关键词】高压扭转(HPT) 有限元 扭转圈数 工艺参数
【英文关键词】High pressure torsion finite element analysis torsion turns technological parameters
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【目录】典型金属高压扭转变形的有限元分析

摘要

4-5

Abstract

5-6

第1章 绪论

9-14

1.1 课题背景和意义

9

1.2 国内外高压扭转的发展现状

9-11

1.2.1 国外高压扭转的发展现状

9-11

1.2.2 国内高压扭转的研究现状

11

1.3 数值模拟技术研究与应用现状

11-12

1.4 本文研究方法和内容

12

1.5 本章小结

12-14

第2章 HPT变形中的数值分析理论及软件介绍

14-18

2.1 引言

14-15

2.2 塑性成形过程研究方法

15-16

2.3 Deform软件介绍

16

2.4 HPT变形中的数值分析

16-17

2.5 本章小结

17-18

第3章 高压扭转成形技术概述

18-26

3.1 剧烈塑性变形技术(SPD)

18-19

3.2 高压扭转成形技术基本原理

19-23

3.2.1 HPT变形中的应变

20-21

3.2.2 HPT模型

21-22

3.2.3 HPT试样的均匀性变化

22-23

3.3 HPT加工金属材料的原理

23-24

3.3.1 通过高压扭转加工金属材料的研究

23-24

3.3.2 用高分辨电镜观测显微结构

24

3.4 通过HPT获得最小晶粒尺寸

24

3.6 本章小结

24-26

第4章 高压扭转的有限元分析

26-37

4.1 有限元模型建立

26

4.2 高压扭转的有限元分析

26-34

4.2.1 限定型高压扭转变形分析

27-28

4.2.2 半限定型高压扭转变形分析

28-34

4.3 Al试样在HPT中的实验验证

34-35

4.4 本章小结

35-37

第5章 典型金属的高压扭转变形规律

37-48

5.1 Al的高压扭转变形规律

37-41

5.1.1 载荷对Al高压扭转变形的影响

37-40

5.1.2 摩擦系数对Al高压扭转变形的影响

40-41

5.2 45

41-43

5.2.1 载荷对45

41-42

5.2.2 摩擦系数对45

42-43

5.3 15CrNi6的高压扭转变形规律

43-45

5.3.1 载荷对15CrNi6的HPT变形影响规律

43-44

5.3.2 摩擦系数对15CrNi6的HPT变形影响规律

44-45

5.4 Ni的高压扭转变形规律

45-47

5.4.1 载荷对Ni的HPT变形影响规律

45-46

5.4.2 摩擦系数对Ni的HPT变形影响规律

46-47

5.5 本章小结

47-48

第6章 全文总结与展望

48-50

6.1 全文总结

48-49

6.2 研究展望

49-50

参考文献

50-53

致谢

53-54

作者攻读硕士学位期间研究成果

54