墩粗成形过程的物理模拟

墩粗成形过程的物理模拟一、实验目的1通过墩粗实验使学生了解物理模拟原理，熟悉物理模拟的常用方法。2理解材料在不同变形量和变形速率条件下，金属内部的应力应变特征和金属流动规 律。3 了解相似原理在材料加工中的应用。二、设备仪器1热模拟试验机2 MS office 软件三、试验原理物理模拟、数值模拟是材料科学及加工工艺研究从经验走向科学，从定性走向定量分析 的桥梁。在塑性成形的研究中，由于塑性加工条件相当严酷，加工周期长，耗资大，除对于 尺寸较小的工件可以用实物进行实验外，通常都必须选择适当的模型来进行研究，一般称为 模拟实验，然后将实验结果推广到实际零件的成形过程。用实验的方法来进行物理模拟不仅 可以检验理论计算结果的正确与否，而且其本身又是定性分析塑性成形应力应变状态的有效 方法，还能够达到节约实验费用的目的。而且，利用模型进行实验，还具有条件比较简单， 容易实现，降低成本的特点。四、实验步骤1采用电火花线切割的方法取样，试样直径10mm，长度为15mm。2制定塑性变形工艺，并绘制变形工艺示意图，格式可参考图1。其中变形条件指 变形温度、变形速率和变形量。示意图表示：时间图1塑性变形工艺示意图3采用热模拟试验机上对试样进行压缩塑性变形，记录变形过程中载荷一位移关 系。如图1所示的物理模拟工艺规程为：1）加热：试样以10K/s的速度升温至1473K；2）保温：在1473K保温3min；3）降温：以10K/s的速度冷却至变形温度1173K、1223K、1273K和1373K；4）形变：在变形温度保温30s以消除温度梯度后进行压缩变形，应变速率分别为 0.01s1、0.1s1、1s 1 和 10s 1,最大真应变为0.8；5）淬火：变形结束后迅速淬火以保留高温组织。4检验实验一数值模拟结果的可靠性。五、记录、计算及数据处理1. 实验名称、目的、原理、内容及步骤。2. 实验过程记录（包括实验原始数据记录，实验现象记录，实验过程发现的问题等）3. 结果与讨论（包括数据处理、实验现象分析、影响因素讨论、综合分析和结论等）1）绘制变形金属应力应变关系图。2）根据相似原理用网格法模拟墩粗成形过程中金属流动特点。3）比较分析物理模拟和数值模拟结果