сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Исследование влияния геометрии рабочего канала на гидростатическое давление в процессе равноканального углового прессования
https://doi.org/10.22349/1994-6716-2025-122-2-50-61
Аннотация
Методом конечных элементов исследовано влияние угловых параметров канала матрицы в процессе равноканального углового прессования на распределение гидростатического давления в очаге деформации. Угол пересечения каналов исследовали в интервале 90–120°, внешнее закругление в зоне пересечения каналов рассмотрено в интервале (0,05–1) ширины канала. Задача решена в допущении плоского деформированного состояния с использованием модели идеального жесткопластического тела в условиях трения по закону Амонтона – Кулона с коэффициентом, равным 0,1. Выполнено сравнение результатов моделирования уровня гидростатического давления на оси очага деформации с аналитическим решением. Оценена зависимость распределения гидростатического давления на входной и выходной границах очага деформации от угловых характеристик канала, а также его неоднородность по очагу.
Об авторах
А. Н. Гангало
ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина»
Россия
Россия
канд. техн. наук
283114, Донецк, ДНР, ул. Розы Люксембург, 72
С. В. Мирошниченко
ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина»
Россия
Россия
283114, Донецк, ДНР, ул. Розы Люксембург, 72
Список литературы
1. Процессы пластического структурообразования / В. М. Сегал , В. И. Резников , В. И. Копылов и др. – Минск: Навука і тэхніка, 1994. –232 с.
2. Edalati K., Bachmaier A., Beloshenko V. A., Beygelzimer Y. et al. Nanomaterials by severe plastic deformation: review of historical developments and recent advances // Materials Research Letters. – 2022. – V. 10, N 4. – Р. 163–256. DOI: 10.1080/21663831.2022.2029779
3. Валиев Р. З., Жиляев А. П., Лэнгдон T. Дж. Объемные наноструктурные материалы: фундаментальные основы и применения. – СПб.: Эко-Вектор, 2017. – 479 с.
4. Yilmaz T. A., Totik Y., Senoz G. M. L., Bostan B. Microstructure evolution and wear properties of ECAP treated Al-Zn-Mg alloy: effect of route, temperature and number of passes // Mater. Today Commun. – 2022. – V. 33. – P. 104628. DOI: 10.1016/j.mtcomm.2022.104628
5. Effect of ECAP die angle on the strain homogeneity, microstructural evolution, crystallographic texture and mechanical properties of pure magnesium: numerical simulation and experimental approach / A. I. Alateyah , M. M. Z. Ahmed , M. O. Alawadet. al. // J. Mater. Res. Technol. – 2022. – V. 17. – P. 1491–1511.
6. Сабиров И. Н., Еникеев Н. А., Мурашкин М. Ю. и др. Объемные наноструктурные материалы с многофункциональными свойствами. – СПб.: Эко-Вектор, 2018. – 135с.
7. Утяшев Ф. З., Рааб Г. И., Валитов В. А. Деформационное наноструктурирование металлов и сплавов: монография. – СПб.: Наукоемкие технологии, 2020. – 185 с.
8. Sabbaghian M., Mahmudi R., Shin K. S. A comparative study on the microstructural features and mechanical properties of an Mg-Zn alloy processed by ECAP and SSE // Mater. Sci. Eng. – V. 845. – June. – 2022. – Art. 143218. DOI:10.1016/j.msea.2022.143218
9. Patil Basavaraj V., Chakkingal U., Prasanna Kumar T.S. Study of channel angle influence on material flow and strain inhomogeneity in equal channel angular pressing using 3D finite element simulation // Journal of Materials Processing Technology. – 2009. – V. 209. – P. 89–95.
10. Kim J. K., Kim W. J. Analysis of deformation behavior in 3D during equal channel angular extrusion // Journal of Materials Processing Technology. – 2006. – V. 176. – P. 260–267.
11. Luis-Perez C. J., Gonzales P., Garces Y. Equal channel angular extrusion in a commercial AlMn alloy // Journal of Materials Processing Technology. – 2003. – V. 143–144. – P. 506–511.
12. Analysis of the billet deformation behavior in equal channel angular extrusion / J. R. Bowen , A. Gholinia, S. M. Robertset al. // Materials Science and Engineering A. – 2000. – V. 287. – P. 87–99.
13. Kim H. S. Evaluation of strain rate during equal-channel angular pressing // Journal of Materials and Research. – 2002. – V. 17. – P. 172–178.
14. Спусканюк В. З., Гангало А. Н., Давиденко А. А. Влияние условий равноканального углового прессования на скорость деформации заготовок // ФТВД. – 2010. – Т. 20, № 4. – С. 135–147.
15. Finite element analysis of the plastic deformation zone and working load in equal channel angular extrusion / S. Li, M. A. M. Bourke, I. J. Beyerlein et al. // Materials Science and Engineering A. – 2004. –V. 382. – P. 217–236.
16. Nagasekhar A. V., Tick-Hon Y., Li S., Seow H. P. Stress and strain histories in equal channel angular extrusion/pressing // Materials Science and Engineering A. – 2006. – V. 423. – P. 143–147.
17. Nagasekhar A. V., Tick-Hon Y., Li S., Seow H. P. Deformation behavior and strain homogeneity in equal channel angular extrusion/pressing // Journal of Materials Processing Technology. – 2007. – V. 192–193. – P. 449–452.
18. Yang F., Saran A., Okazaki K. Finite element simulation of equal channel angular extrusion // Journal of Materials Processing Technology. – 2005. – V. 166. – P. 71–78.
19. Deformation mechanism finite element analysis and die geometry optimization of magnesium alloys by equal channel angular processing / Z. Zou , S. Xu , R. Gao , X. Xue et al. // Int. Journal of Simul. Multidisci. Des. Optim. – 2023. – N 14, 15. – Р. 2–7. URL: https://doi.org/10.1051/smdo/2023013
20. Xu S., Zhao G., Ren G., Ma X. Numerical simulation and experimental investigation of pure copper deformation behavior for equal channel angular pressing/extrusion processes // Computation material science. – 2008. – V. 44. – Р. 251–259.
21. Singh N., Agrawal M. K., Verma S. K., Tiwari A. K. Impact design of die parameters on severe plastic deformation during equal channel angular pressing: An overview // E3S Web of Conferences (ICMPC). – 2023. – V. 430, Art. 01255. URL: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202343001255
22. Singh N., Agrawal M. K., Verma S. K., Tiwari A. K. A Review on effect of stress and strain distribution on the AA5083 with respect to different channel angle of ECAP // International Research Journal on Advanced Science Hub. – 2022. – V. 04, Is. 03. – P. 57–66. URL: https://rspsciencehub.com/index.php/journal/article/view/577/482 (дата обращения 06/05/2025)
23. Kim H. S., Seo M. H., Hong S. I. Plastic deformation analysis of metals during equal channel angular extrusion // Journal of Materials Processing Technology. – 2001. – V. 113. – P. 622–626. URL: http://dx.doi.org/10.47392/irjash.2022.013
24. Рааб Г. И. Развитие методов интенсивной пластической деформации для получения длинномерных наноструктурных полуфабрикатов // Физика и техника высоких давлений. – 2007. – Т. 17, № 3. – С. 89–97.
25. Segal V. M. Slip line solutions, deformation mode and loading history during equal channel angular extrusion // Materials Science and Engineering A. – 2003. – V. 345. – P. 36–46.
26. Nakashima K., Horita Z., Nemoto M., Langdon T. G. Influence of channel angle on the development of ultrafine grains in equal channel angular pressing // Acta Mater. – 1998. – V. 46. – P. 1589.
27. Dalla Torre F. H., Pereloma E. V., Davies C. H. J. Strain hardening behavior and deformation kinetics of Cu deformed by equal channel angular extrusion from 1 to 16 passes // Acta Materialia. – 2006. – V. 54. – P. 1135–1146.
28. Грудев А. П., 3ильберг Ю. В., Тилик В. Т. Трение и смазки при обработке металлов давлением: Cправ. изд. – М.: Металлургия, 1982. – С. 312.
29. Alkorta J., Sevillano J. G. A comparison of FEM and upper-bound type analysis of equal-channel angular pressing (ECAP) // Journal of Materials Processing Technology. – 2003. – V. 141. – P. 313–318.
30. Eivani A. R., Taheri A. K. An upper bound solution of ECAE process with outer curved corner // Journal of Materials Processing Technology. – 2007. – V. 182. – P. 555–563.
31. Altan B. S., Purcek G., Miskioglul I. An upper-bound analysis for equal-channel angular extrusion // Journal of Materials Processing Technology. – 2005. – V. 168, Is. l. – P. 137–146.
Рецензия
Для цитирования:
Гангало А.Н., Мирошниченко С.В. Исследование влияния геометрии рабочего канала на гидростатическое давление в процессе равноканального углового прессования. Вопросы материаловедения. 2025;(2(122)):50-61. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2025-122-2-50-61
For citation:
Gangalo A.N., Miroshnichenko S.V. Influence investigation of the die geometry on hydrostatic pressure in the equal channel angular pressing. Voprosy Materialovedeniya. 2025;(2(122)):50-61. (In Russ.) https://doi.org/10.22349/1994-6716-2025-122-2-50-61
Просмотров:
25
Послать статью по эл. почте 