ECAP过程压头压力的分析——试验与模拟

结合试验与数值模拟探讨了等通道转角挤压（EqualChannelAngularPressing,简称ECAP）过程中影响压头压力的主要因素。通过试验考察了A、Ba、Bc、C等四种挤压路径下压头压力测试的统计平均分布特征和大小、挤压速度对于压头压力的影响、其它影响压头压力的因素;试验结果显示了不同路径、不同挤压道次对压头压力大小的影响及压力值的显著差别。另外,针对等通道转角挤压过程中模具的转角角度、转角半径、模具与挤压试样之间的摩擦条件等因素与压头中压力的关系,采用有限元方法进行了大应变数值模拟。模拟结果显示：较小的模具转角、较大的转角曲率、粗糙的接触表面会显著增加压头中压力;试验与模拟研究可为ECAP过程及类似加工过程的力学分析提供参考。     

ECAP对纯铜循环硬化/软化特性的改变

以纯铜棒材试样为研究对象,通过试验研究不同道次等通道转角挤压（ECAP）后材料的单轴拉压循环行为,探讨ECAP后材料循环特性的变化,得到以下结论：（1）具有循环硬化特性的纯铜进行ECAP挤压后,其循环特性可转变为循环软化;（2）第一道次ECAP挤压对材料循环应力应变响应的强化作用最大,后续道次挤压对强化的效用迅速降低,4道次以后挤压的强化作用似可忽略不计;（3）因循环软化,纯铜经ECAP挤压后的循环应力应变曲线大大低于其单调拉伸应力应变曲线,与未经ECAP挤压的结果相反。本文研究表明,评估ECAP对材料的强化效果需同时考察材料单调加载和循环加载的力学性能。     

考虑尺寸效应的多晶金属循环塑性分析

本文采用多晶塑性分析方法,设材料点包含一定数量的各向异性单晶晶粒并考虑晶粒尺寸的影响,计算材料点的应力和应变时利用了Taylor假设。模型引入考虑尺寸效应的晶体滑移硬化函数,同时针对晶体滑移引入背应力及其方向性硬化的描述,以反映不同晶粒尺寸材料在循环加载条件下的力学行为。利用该模型,本文第一作者采用显式格式编制了与ABAQUS商用有限元软件接口的用户材料子程序（VUMAT）,实例计算证实该模型可以反映和描述多晶金属材料在材料反复加载条件下的循环塑性行为与尺寸效应。