طراحی بهینه شده یک قالب ECAP با استفاده از روش المان محدود برای دستیابی به مواد نانوساختار

Optimized Design of an ECAP Die Using the Finite Element Method for Obtaining Nanostructured Materials

چکیده

یک آلیاژ Al6060 تحت تغییر شکل پلاستیک شدید قرار گرفته است تا رفتار آن با روش المان محدود FEM مطالعه شود. برای انجام این پروژه ۶ شکل مختلف برای طراحی قالب ECAP مورد استفاده قرار گرفته شده است تا فرآیند را بهینه کنند تا دستیابی به مواد نانوساختار پیدا کنند. با استفاده از شبیه سازی FEM، امکان دارد که همگنی در تغییر شکل را در شرایط مختلف برای تغییر شکل مستقیم با ECAP مطالعه کرد، از جمله این شرایط ضریب اصطکاک، سرعت اکستروژن، هندسه کانال قالب می باشند.

به این دلیل که کرنش کششی در بالای نمونه های استوانه ای واقع شده است، در حین ECAP شکست و تمایل به ترک خوردن داریم، که برای حل این مشکل و حذف کرنش کششی می توان روی نمونه ها تنش فشاری ایجاد کرد و تمایل به ترک و شکست را در نمونه های ECAP کاهش داد. آنالیزهای FEM نشان می دهند که حالت کرنش به صورت زیادی با تغییر تنش از کششی به فشاری در قالب بهبود یافته تغییر می کند و فرآیند ECAP به راحتی انجام می گردد.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

An alloy type A16060 was exposed to severe plastic deformation to study its reaction using the finite element method (FEM). To perform this, six different configurations were used in the design of the die’s channel for ECAP (equal channel angular pressing) to obtain nanostructure materials and to optimize the process. Thanks to simulation performed with FEM, it is possible to study the homogeneity in the deformation due to the variation of conditions affecting directly the material being processed using the ECAP technique, such as the friction coefficient, extrusion speed, and mainly the die’s channel geometry being utilized.

in the ECAP process. Due to the tensile strain area being located mainly in the upper part of the deformed test cylinder (plastic deformation area) which increases the fracture and cracking tendency preventing the processing through ECAP the die being utilized was modified to eliminate the tensile strain area favoring the appearance of compressive stress which reduces the cracking tendency and the fracture of the sample being processed. The FEM analysis demonstrated that the strain state changed significantly from tension to compression when the modified die was used, facilitating the processing of the piece by ECAP.

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .