铝基复合材料管材旋压有限元数值模拟分析

摘要

采用Gleeble热压缩试验获得铝基复合材料真应力-真应变曲线,并利用Kumar模型建立了复合材料本构关系,采用有限元数值模拟分析了铝基复合材料管材旋压过程.研究结果表明,复合材料Kumar模型本构关系计算流变应力总的拟合度6为6.5％,能够准确的描述铝基复合材料的高温变形力学行为,适用于复合材料热加工过程的数值模拟;铝基复合材料旋压时,在接触区沿管材厚度方向应力由管材外层向内壁逐渐减少,径向压应力最大;离开旋轮接触区靠近旋轮为三向拉应力,轴向的拉应力最大,易使管材的表层产生横向裂纹;变形区复合材料管材外层的三向应变大于内壁的三向应变,表层的轴向为主动伸长变形而内壁为协调变形,旋轮前径向和切向的伸长变形,引起旋轮前"管材的直径稍有扩大,壁厚略有增加,旋轮前方材料产生堆积,出现隆起现象;当管材的内壁切向应变为伸长变形时,产生胀径;反之,产生缩径.