Phân tích lực và áp lực ép trong quá trình ép qua kênh gấp khúc tiết diện không đổi với vật liệu đồng M1 bằng phương pháp phần tử hữu hạn và định trị trên
166 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.95.2024.95-106Từ khóa:
ECAP; Quy hoạch tâm xoay; Đồng M1; Phương pháp định trị trên; Phương pháp phần tử hữu hạn.Tóm tắt
Nghiên cứu này đưa ra hai phương pháp tính toán lực theo lý thuyết bằng phương pháp định trị trên và sử dụng mô phỏng số kết hợp với quy hoạch tâm xoay trong quá trình ép qua kênh gấp khúc vật liệu đồng M1 dạng tấm dày với ba thông số bao gồm chiều dày phôi, hệ số ma sát và chiều rộng phôi. Phương pháp định trị trên sử dụng các phân tích vật lý để xác định vùng biến dạng, thiết lập sự phân chia mô hình khối cứng và đạt được kết quả giống với phương pháp giải lưới đường trượt. Kết quả thu được từ mô phỏng ba chiều được thực hiện bằng phần mềm Qform kết hợp với quy hoạch mô phỏng tâm xoay đã đưa ra được các phương trình hồi quy giúp xác định lực và áp lực lên dụng cụ. Ảnh hưởng của từng tham số đến lực ép là tương tự nhau ở cả hai phương pháp, sự chênh lệch giữa hai phương pháp không lớn và nằm trong phạm vi có thể tin cậy được.
Tài liệu tham khảo
[1]. V. M. Segal, V. I. Reznikov, A. E. Dobryshevshiy, and V. I. Kopylov, “Plastic working of metals by simple shear,” Russ. Metall., vol. 1, pp. 99–105, (1981).
[2]. R. Valiev, “Nanostructuring of metallic materials by SPD processing for advanced properties,” Int. J. Mater. Res., vol. 100, no. 6, pp. 757–761, (2009), doi: 10.3139/146.110095. DOI: https://doi.org/10.3139/146.110095
[3]. V. V Stolyarov, Y. T. Zhu, I. V Alexandrov, T. C. Lowe, and R. Z. Valiev, “Influence of ECAP routes on the microstructure and properties of pure Ti,” vol. 299, pp. 59–67, (2001). DOI: https://doi.org/10.1016/S0921-5093(00)01411-8
[4]. V. M. Segal, “Slip line solutions, deformation mode, and loading history during equal channel angular extrusion,” Mater. Sci. Eng. A, vol. 345, no. 1–2, pp. 36–46, (2003), doi: 10.1016/S0921-5093(02)00258-7. DOI: https://doi.org/10.1016/S0921-5093(02)00258-7
[5]. A. V. Perig, “2D upper bound analysis of ecae through 2θ-Dies for a range of channel angles,” Mater. Res., vol. 17, no. 5, pp. 1226–1237, (2014), doi: 10.1590/1516-1439.268114. DOI: https://doi.org/10.1590/1516-1439.268114
[6]. A. M. Laptev, A. V. Perig, and O. Y. Vyal, “Analysis of equal channel angular extrusion by upper bound method and rigid block model,” Mater. Res., vol. 17, no. 2, pp. 359–366, (2014), doi: 10.1590/S1516-14392013005000187. DOI: https://doi.org/10.1590/S1516-14392013005000187
[7]. S. Xu, G. Zhao, X. Ma, and G. Ren, “Finite element analysis and optimization of equal channel angular pressing for producing ultra-fine grained materials,” J. Mater. Process. Technol., vol. 184, no. 1–3, pp. 209–216, (2007), doi: 10.1016/j.jmatprotec.2006.11.025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2006.11.025
[8]. A. Ghosh and M. Ghosh, “3D FEM simulation of Al-Zn-Mg-Cu alloy during multi-pass ECAP with varying processing routes,” Mater. Today Commun., vol. 26, no. February, p. 102112, (2021), doi 10.1016/j.mtcomm.2021.102112. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2021.102112
[9]. M. I. Abd EL AAL, “3D FEM simulations and experimental validation of plastic deformation of pure aluminum deformed by ECAP and combination of ECAP and direct extrusion,” Trans. Nonferrous Met. Soc. China, vol. 27, no. 6, pp. 1338–1352, (2017), doi: 10.1016/S1003-6326(17)60155-9. DOI: https://doi.org/10.1016/S1003-6326(17)60155-9
[10]. H. K. W. Johnson, "The Mechanics of Metal Extrusion". Manchester University Press, (1962).
[11]. A. R. Eivani and A. Karimi Taheri, “The effect of dead metal zone formation on strain and extrusion force during equal channel angular extrusion,” Comput. Mater. Sci., vol. 42, no. 1, pp. 14–20, (2008), doi: 10.1016/J.COMMATSCI.2007.06.001. DOI: https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2007.06.001
[12]. A. Shokuhfar and O. Nejadseyfi, “The influence of friction on the processing of ultrafine-grained/ nanostructured materials by equal-channel angular pressing,” J. Mater. Eng. Perform., vol. 23, no. 3, pp. 1038–1048, (2014), doi: 10.1007/s11665-013-0849-8. DOI: https://doi.org/10.1007/s11665-013-0849-8
