摘要:等径角挤压（Equal Channel Angular Pressing，ECAP）是一种利用纯剪切应变使粗金属及合金块体材料发生剧烈塑性变形，从而实现组织晶体超细化的工艺方法。它使得粗晶粒在强烈的剪切塑性变形下被细化至微米甚至纳米级的超细晶粒，因此ECAP作为一种具有工业化应用前景的强烈塑性形方法备受人们的普遍关注。

本文以纯铝为研究对象，利用Deform有限元分析软件对不同摩擦参数条件下的单道次ECAP变形进行模拟和分析，获得了金属流动、挤压载荷、等效应力、等效应变等场量的分布及变化规律，分析了摩擦条件对材料塑性变形行为的影响规律。

结果表明：摩擦使工件底部的部分网格发生严重畸变从而被拉长，摩擦越大，底部部分网格则被拉得越长，同时网格的畸变区域也随之扩展；摩擦对金属的流动有阻碍作用，摩擦越大，流动速度越慢；摩擦越大，工件所需的挤压载荷也越大，最大载荷值也越大；摩擦对等效应力和应变分布区域都有影响，摩擦越大，最大等效应力和应变值也越大。

关键词 大塑性变形；ECAP；有限元分析；摩擦条件；应变累积

目录

摘要

Abstract

1 绪论-2

1.1 ECAP工艺-2

1.1.1 ECAP的变形原理-2

1.1.2 ECAP的工业应用-3

1.1.3 ECAP的模拟研究-4

1.1.4 ECAP的影响因素-4

1.2 有限元法的概述-5

1.3 本课题的研究意义和研究内容-6

1.3.1 研究意义-6

1.3.2 研究内容-6

2 ECAP工艺变形过程的有限元模拟-6

2.1 ECAP几何模型的创建-7

2.1.1 几何模型的装配-9

2.2 ECAP有限元模拟过程-9

2.2.1 创建新问题-9

2.2.2 模拟参数设置-10

3 有限元模拟结果的分析与讨论-12

3.1 ECAP变形行为分析-12

3.2 摩擦对ECAP变形行为的影响-15

3.2.1 金属流动-15

3.2.2 挤压载荷-17

3.2.3 等效应力-18

3.2.4 等效应变-19

结论-22

致谢-23

参考文献-24