摩擦系数对5083铝合金热压缩试验变形行为影响的有限元模拟研究 总结：
纲要：
本文采用Gleeble-3800热模拟试验机在变形温度为400℃、变形速率为0.13 s?1、变形量为50%条件下对5083铝合金进行了热压缩试验，以试验数据为基础建立DEFOM-3D有限元模型，通过软件模拟了5083铝合金在变形温度为400℃、应变速率为0.13 s?1、接触摩擦系数分别为0、0.2、0.4以及0.6条件下的热压缩变形过程，研究了5083铝合金在热压缩时与压缩模具之间的接触摩擦系对试样形态、载荷力、应变速率以及应变分布的影响规律，为材料物体模拟过程的不均匀性研究提供了参考依据。在Gleeble-3800热模拟机上进行热压缩实验，试样以10℃/s的速度加热到400℃保温2 min，试样两端添加石墨片并均匀涂上润滑剂(75%石墨 + 20%机油 + 5%硝酸三甲苯脂)以减小摩擦的影响，然后以0.13 s?1的速度进行50%的变形，热压缩完成后淬火冷却。模拟试样尺寸与试验试样尺寸保持一致，均为Figure 1. Finite element model of the hot compression sample图1. 有限元分析模型Φ10 × 15 mm，为减少计算量，选取圆柱体试样的1/2进行模拟运算；两端压头材料特征设定为刚性，压缩试样材料选用5083铝合金，材料流变应力曲线采用实测变形抗力曲线数据；试验过程中一端固定，另一端以恒定应变速率0.13 s?1沿Z向变形至50% (真应变0.69)；试样两端接触摩擦系数分别设置为0、0.2、0.4和0.6；模拟过程中试样整体温度设定为400℃，为了简化实验，使实验更具有针对性，热压缩过程中不考虑热传导的影响。从图2可知，在最理想情况下，即接触摩擦系数为0时，试样热压缩变形均匀，无鼓肚现象发生；随着接触摩擦系数的增加，试样热压缩变形不均匀增大，鼓肚现象越明显。从图2可知，随着接触摩擦系数的增加，载荷力基本没发生变化，即接触摩擦系数对载荷力影响不大，说明在润滑条件差的条件下进行热压缩变形时对应力–应变曲线结果的准确性影响不大。从图5(a)可知，在接触摩擦系数为0的理想条件下，试样各区域的应变量都相同，且与初始设置的名义应变量一致均为0.69，在图中表示为青色区域；随着接触摩擦系数的增加，热压缩变形的不均匀性也随着增大。此时由于
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编辑：中冶有色网
来源：陈千律, 付 平, 戴青松, 盘健进
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2025年06月06日 ~ 08日 
