热力耦合模型研究：温度与背压对等通道转角挤压的影响

"该论文探讨了温度和背压方式对等通道转角挤压过程的影响，通过建立热力耦合有限元模型，分析了纯钛材料在等通道转角挤压过程中的应力、应变和温度分布情况。研究发现，高温挤压有助于降低成型压力和增大变形量，而接触摩擦会加剧模具受力和变形不均。此外，应用背压技术可以提高变形量和变形均匀性，同时减少材料破坏的风险。关键词包括等通道转角挤压、热力耦合、背压力和有限元分析。" 本文是工程技术领域的学术论文，主要研究了温度和背压条件对等通道转角挤压工艺（Equal Channel Angular Extrusion，简称ECAE）的影响。ECAE是一种先进的金属塑性成形技术，常用于制备高性能金属材料，如钛合金，通过连续的角挤压过程实现材料的细化和性能提升。 首先，作者建立了一个热力耦合的有限元模型，这是分析这种复杂工艺的关键工具。通过数值模拟，他们能够追踪和理解在挤压过程中模具和试件内部的应力、应变以及温度变化。结果显示，试件在模具转角剪切区域的温度最高，并且存在显著的温度梯度。这种非均匀的温度分布对挤压过程有重要影响，高温环境可以降低成型所需的外力，同时也增加了材料的可变形程度。 其次，论文指出接触摩擦是影响ECAE工艺中模具受力状态和试件变形均匀性的关键因素。摩擦会导致模具承受更大的应力，同时使试件变形不均匀，这可能会影响最终产品的质量和性能。 最后，论文探讨了背压的作用。在挤压过程中施加适当的背压，可以有效增加试件的变形量，提高变形的均匀性，从而改善材料的微观结构。同时，背压还有助于减少材料在挤压过程中发生破坏的风险，提高了工艺的稳定性和材料的加工安全性。 这篇论文通过深入的数值模拟和分析，揭示了温度和背压在等通道转角挤压工艺中的关键作用，为优化该工艺提供了理论依据，对于金属材料的塑性成形技术发展具有重要意义。这些发现对于工程技术人员和研究人员设计更高效的ECAE工艺、提升金属材料性能具有实际指导价值。