翻译期末评测

ei 1.367317 R a
0.143009
r a
0.060383
L a
0.394327
(3)
图 2 所示是根据幂回归方程(3)计算的结果所绘制的曲线。 基于残差分析，间接地证明了幂函数方程 (3) 估算的可行性，例如，通过 QForm 2D 软件和平均对数应变强度 ei 值估算 ei 的“约定真值”与通过数学 模型(2) (3)预测值估算的“约定真值”之间的差异。 在回归模型(3)中，残差的分布高斯的性格。就回归模型(3)可行性而言，残 差 的 分 布 具 有 高 斯 扩 散 的 特 征 。 根 据 方 程 式 (3) ， Pearson 值 总 和 为
介绍
等通道转角挤压（ECAE）过程发现在冶金、以严重塑性变形 (SPD) 的金 属（合金、复合材料、粉末、聚合物半成品的材料）为原料的工程行业[1-4,6-14]方 面的商业应用。这些过程涉及材料力学性能特点[4,6,9,10,12-14]，模具工装几何参数 [1-3,5,7,8,11,15] ECAE 过程中运动和力[1-4,6,7,9-11,13,14]方面。在所有已知的论文中，不够 重视角模内径和外径对工件损失的影响。 早期 Perig[10]等人已证明工件损失是工件体宏观旋转产生的。受这一因素的 影响造成了工件段长度减小，材料发生固定地塑性流动，增加损失[2,3,6,7]。因此， 通过所需次数的 ECAE ， 工件一直增长到初始长度的 30%[2,6]。损失的 70%的加 工工件成为废料而被扔弃。 应该指出的是，大多数研究人员消除了模具出口通道 的背压。但缺少背压导致“端部效应”的出现[3]。“端部效应”已经与初始工件 段非平稳塑性流动的形成相联系在一起，每次通过 ECAE 后被消除[3,10]。 为了消除 ECAE 过程中的“端部效应”，Luis 等人[1]提出绘制连续等通道转 Fu 等人[2]应用通道角挤压(CAE)模拟， 角的方案。 目的是为了找到最佳的几何模 [3] 具。为解决有关“端部效应”形成，Rusin 得出了工件端部区域位移的几何模 型。为解决“端部效应”这一问题，Chen 等人[4]研究称作等径角轧制的方法。 Qamar 等人[5]提出了回归分析估计模具的优化设计。为解决“端部效应”Tham Ferrasse 等人[7] 等人[6]重点研究铝合金通过 16-通道的 ECAE 的实验。 有报道说， 通过实验的方法来优化工具，加工设计，最小“端部效应”影响的 ECAE 的规 模。为了减少“端部效应”影响，Deng 等人[8]介绍了加工的变形过程。为了解 决粉末成形技术问题，Baker 等人[9]获得综合性能的粉末进行 ECAE 实验。Perig 等人[10]应用仿真技术估计粘性材料的损失。Luis Perez 和 Luri [11] 应用有限元模 拟与设计的实验技术来预测 ECAE 的压力。为了消除“端部效应”Raei 等人[12]
图 2 平均对数应变强度曲线 ei
现在，我们根据统计的方法——（基于固定的标准方程推导）发现几何模具 参数与工件长度 L [5,16]的函数关系：
ei f R a ,r a ,L a
(1)
其中 R a 和 r a 是通道交汇地带倒圆的外部和内部模的无量纲半径， L a 是 无量纲的工件长度。
等通道转角挤压时模具半径对材料损失的影响
ALEXANDER V.PERIG1,IAROSLAV G. ZHBANKOV2, AND VICTOR A. PALAMARCHUK3
1
Department of Technical Mechanics, Donbass State Engineering Academy, Kramatorsk, Ukraine 2 Metal Forming Department, Donbass State Engineering Academy, Kramatorsk, Ukraine 3 Department of Higher Mathematics, Donbass State Engineering Academy, Kramatorsk, Ukraine
ei
max
ei ei max 随模具内径 r a (图 3a，b)增加而增加。然而，工件被截断最
初损失的“前部”相对面积 Sfore S 随内径 r a (图 4a,b)的增加而减小。 平均对数应变强度 ei 随模具外径 R a (图 2c,d)增加而减小。工件体的应变
不匀率 ei max ei ei max 随模具外径 R a (图 3c,d)的缓慢增加而增加。工件被截 断最初损失的“前部”相对面积 S fore S 随模具外径 R a (图 4 c,d）增加而增加。 平均对数应变强度 ei 随工件相对长度 L a (图 2a,c 到图 2b,d)增加而减小。 然而， 以同样的方式，令人反感的工件体内的应变不匀率 ei max ei ei max 随相对工 件长度 L a 增加而减小(图 3a,c 到图 3b,d)。强烈不希望有的工件被截断最初损失 “前部”的相对面积 Sfore S 随相对工件长度 L a (图 4a,c 到图 4b,d)迅速增加而减 少。
根据无量纲内径值推导出的相关关系(c,d): r a 0.282 ( 和 r a 0.847 ( )。
)； r a 0.282 ( )
图 1 ECAE 模具的设计方案与外径 R ，内径 r (a)，对数应变强度有限元计算(b,c)， QForm 2D 软件导出的 ECAE 过程工件通过通道宽度 a=35.4mm，R=r=1mm(b)和 R=1mm，r=50mm(c)模具的介绍（(彩图可用如上)
Luis 等人 应用积累辊粘结。 实际上 Valder 等人[13] 通过加工铝质管研究 ECAE。 [14] 通过实验研究工业纯铁的 ECAE 过程“端部效应”的影响。Zhbankov 和 Perig [15] 已应用 QForm 软件处理铸块锻造的问题。然而，在已知出版物[1-15]，然而， ECAE 过程中材料通过变化的角模外径和内径的塑性流动尚未得到充分研究。 所以， 这项工作针对以下目标：第一个目标是坐实增加不足的研究——针对 ECAE 过程中减少损失。第二个目标是将初始工件部分的变形特征影响与 ECAE 过程中的能量和变形参数对非平稳塑性流动和变形特征影响相结合。 这项工作的 目的是测定在 ECAE 过程中进出口通道交叉区合理的内外径长度，同时考虑到 边缘或“端部效应”对金属成材率的影响，这将为加工提供质量上的改进同时减 少材料损失。
图 3 应变不均率曲线 ei max ei ei max
回归分析
现在我们将多项式(1)转换为单项式:
ei a0 R a 1 r a 2 L a 3
a a a
(2)
方程式(2)中回归系数 a0 a1 a2 和 a3 已按照 R 软件中的 Levenberg-Marquardt 算法计算得出。 在 95%置信区间情况下( 显著性水平: 0.05 ) ，计算出回归系数的值 如下: a0 1.367317 ， a1 0.143009 ， a2 0.060383 ， a3 0.394327 。 所以，幂函数关系式(3)采用以下形式:
摘要：本文的主要目的侧重于通过利用二维有限元模拟和回归分析技术测定金
属在等通道转角挤压(ECAE)中角模半径对应变强度、应变不匀和塑性流动过程 中材料损失的影响。这种分析用于确定角模的内外径对工件被截“前部”长度值 ——（工件损失的特征）的影响。结果表明角模的相对圆角外部半径最小必须为 0.028，角模相对内径必须在[0~0.3]范围内。在一次 ECAE 过程中建议角模半径 的允许条件：工件相对长度为 8.474，高应变强度在(0.79~0.91)范围内，低应变 不均率在 (0.35~0.48) 范围内，初始不稳定工件最小损失部分在 (055~0.051) 范围 内。导出的回归模型为验证较长工件是否适合角挤压变形提供了背景，目的是为 了减少变形过程中材料损失。 关键字：模具；等通道转角挤压；有限元法；强度；QForm 2D；半径；回归； 应变；不匀；损失
提出几何问题
为了顾及初始工件部分和应变沿工件长度的不匀率失真， 有限元法分析采用 [15] QForm 2D 软件（DSEA 许可证 U1221 ）。等通道转角挤压模具的设计模型在 图 1 中有进口和出口通道的夹角 2 =90 ，进口和出口通道宽度 a=35.4mm ，圆角 的外径 R 和内径 r 。(1mm R; r 70mm;0.03 R a ; r a 1.98) M1 铜材塑性流动长度为 L，在 136mm L 589mm;3.84 L a 16.64 ， 无摩擦边界条件下，工件表面/模具对壁面 (即，摩擦因数 m=0 )。拉伸试验用硬 化曲线或应变电阻 397.3 0.2 MPa 的 M1 退火铜件测定。完成拉伸试验数据 作为第一近似值。铜件的其他物理力学参数选取以下所列的值:密度
0.03 R a； r a 1.98 合理范围内，工件长度在 3.84 L a 16.64 合理范
围内，曲线显示出塑性流动的一般特性。 图 2-4 的数值模拟结果表明，对数应变强度 ei 随模具的平均内径 r a (图 2a,b) 的 增 加 而 增 加 。 以 同 样 的 方 式 ， 在 工 件 体 内 部 的 应 变 不 匀 率
ei
max
ei ei max 0.789298 R a
0.007947
r a
0.128643
L a
0.150511
(4)
遵循式(4)的计算结果如图 3 所示。 这是有可能地， 利用初始 “前部” 值(图 1b,c)与非平稳的塑性流动 S fore S (图 3)描述了工件废物变形的几何模拟的特点。 前部每次通过 ECAE 通道连续的剪切 变形，特点是表面的“端部效应”。工件“前部”非工作的相对区域在(图 1b,c) 中的回归关系具有以下形式：