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ANSYS軟件對金屬復合材料的有限元分析

發布于:2023-08-11 22:25
有限元分析

      自2000年開始,劉浪飛、朱旭霞、張澤偉、HuJian-liang和鄒艷明等分別利用基于熱-力耦合的剛塑性或彈塑性有限元分析方法,比較精確地求解不銹鋼、鋁、銅和鎂等多種材料的熱軋復合過程中變形體內部的各種場變量,如溫度場、速度場、應變場和應力場等,開展了層狀復合材料軋制復合的基礎性實驗研究,從而為工程分析提供科學依據。許光明等利用ANSYS軟件對液固相軋制復合過程的溫度和速度場進行了耦合計算,得到了溫度場分布,計算結果與實測值基本吻合。SegawaA、宗家富等考察了兩種材料在界面處的應變條件和變形協調性的要求。研究發現,當首道次的壓下量過小時,基層Q235的應變要高于復層304不銹鋼的應變,這說明軋輥的大部分變形功消耗在較軟的金屬變形上,對不銹鋼的變形貢獻不是很大。按照雙金屬復合的機理,層間的相對滑動不利于破壞在金屬界面處連續的氧化膜層。適當提高首道次壓下量可以盡快地使兩種材料在界面上產生應變梯度,這不僅有助于破壞表面薄膜的連續性,還可以整體提高顯微接觸界面的能量水平,從而促進材料發生復合。最后通過計算Q235/304不銹鋼復合板兩層金屬板界面上垂直壓應力與復合板材料變形抗力之比對不銹鋼復合板熱軋復合情況進行判斷,認為比值大于1時就可發生粘合。吳成和黃亮利用有限元軟件Marc建立的彈塑性有限元模型對Q235/304不銹鋼復合板的多道次熱軋的復雜過程進行了模擬,確定了不銹鋼復合板復合的臨界壓下率。
      表2對近年來關于金屬層狀復合材料冷軋過程有限元模擬分析進行了總結。汪振等通過ANSYS有限元對AgCu4Ni0.5/Cu冷軋復合進行了研究分析,并從軋制后軋件的顯微硬度-變形量關系出發,得出了與模擬中雙線性硬化模型的材料應力-應變關系之間很好吻合的特點。馬曉娟等使用ANSYS/LS-DYNA通用有限元分析軟件,利用剛塑性有限元法對Cu-x板材軋制復合過程進行了模擬仿真,通過對材料復合界面的定量分析,揭示在這一過程中界面的變形場和變形速度場,并討論了壓下量對軋制復合過程中變形協調性的影響。侯英武等通過ANSYS軟件分析了冷軋變形區域內應力與應變的分布情況,并獲得了不銹鋼復合板首道次的壓下條件,同時也分析了不銹鋼復合板軋制過程中邊部裂紋的開裂現象。劉志亮等通過ANSYS軟件模擬得出了不同壓下條件下軋制變形區域內應力、應變的分布情況,對軋制力模型的理論計算和控制方法分析的基礎上,找出了帶鋼在加減速時延伸率控制效果不理想的原因。袁曉娜等采用ANSYS/LS-DYNA計算程序為分析工具,分析了雙金屬復合板的復合機理及影響復合強度的因素,針對軋件變形的幾何非線性和材料非線性特點、軋輥與軋件間的接觸、軋件間的接觸以及模型的加載等問題,給出了在ANSYS/LS-DYNA中相應的解決方法。許秀梅等通過ANSYS獲得了不銹鋼復合板的臨界壓下量并與實驗結果進行了對比。江桂芝等獲得了三層鋁箔復合中壓下量對橫向厚度分布的影響規律。
      鑄造復合技術是指將兩種或兩種以上具有不同性能的金屬材料鑄造成為一個完整的鑄件,使鑄件的不同部位具有不同的性能,以滿足使用要求。


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