等通道轉(zhuǎn)角擠壓設(shè)備的設(shè)計研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文等通道轉(zhuǎn)角擠壓設(shè)備的研制摘要lIIIIIIIIIIIIIIIilllllIlllUlY3046041當(dāng)前世界科技水平日益提高，各種高新科學(xué)技術(shù)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(xì)晶材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能、獨特的物理性能及優(yōu)異的超塑性，研究超細(xì)晶材料具有重要的科學(xué)意義和很高的工業(yè)價值。等通道轉(zhuǎn)角擠壓工藝(ECAP)制備超細(xì)晶材料簡單易行，模具結(jié)構(gòu)相對簡單，具有極大的工業(yè)化應(yīng)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(shè)備，因此為了更好的推動ECAP工藝的發(fā)展，實現(xiàn)ECAP技術(shù)的工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，等通道轉(zhuǎn)角擠壓設(shè)備的研究具有十分重要的意義。考慮到等通道轉(zhuǎn)角擠壓的特點，結(jié)合需求的實際情況，本設(shè)備采用典型的三梁四柱結(jié)構(gòu)，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(zhuǎn)角擠壓的工藝需要，本課題設(shè)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(jìn)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(yīng)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(shè)備的整體結(jié)構(gòu)后，對其機(jī)身結(jié)構(gòu)及主要零部件進(jìn)行了設(shè)計，然后依據(jù)傳統(tǒng)力學(xué)計算方法對各個零部件進(jìn)行了強(qiáng)度和剛度校核，結(jié)果基本滿足設(shè)計要求，在此基礎(chǔ)上確定了擠壓設(shè)備機(jī)身各個零部件的具體尺寸，為下一步的有限元分析做好準(zhǔn)備。有限元分析結(jié)果表明，機(jī)身主要零部件的剛度均較好，但是應(yīng)力分布不均勻，局部存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，存在應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)經(jīng)

4、過改進(jìn)后強(qiáng)度均滿足了設(shè)計要求。為精簡部分零件結(jié)構(gòu)，減小成本，以前梁為例對其總重進(jìn)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(shè)計變量，以前梁的質(zhì)量作為目標(biāo)函數(shù)，以前梁的最大應(yīng)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(jié)果，優(yōu)化效果是比較明顯的，在最大應(yīng)力和最大變形量都滿足要求的情況下，前梁的質(zhì)量比優(yōu)化前的模型中的質(zhì)量下降了515％，證明了本次優(yōu)化設(shè)計是合理的。關(guān)鍵詞：超細(xì)晶材料，等通道轉(zhuǎn)角擠壓，數(shù)值模擬，擠壓設(shè)備碩

5、士學(xué)位論文等通道轉(zhuǎn)角擠壓設(shè)備的研制目錄摘j9l獸IAbstractII目錄III1緒論111引言112超細(xì)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(nèi)容62等通道轉(zhuǎn)角擠壓設(shè)備的總體方案721等通道轉(zhuǎn)角擠壓設(shè)備的設(shè)計思想和結(jié)構(gòu)形式7211等通道轉(zhuǎn)角擠壓設(shè)備公稱擠壓力確定72111上限：法72112擠壓力計算7212等通道轉(zhuǎn)角擠