铝合金在热轧过程中的流动应力行为的模拟[外文翻译].rar

铝合金在热轧过程中的流动应力行为的模拟

本论文提出一个能预测在热轧条件下铝合金的流动应力行为的数学模型。要做到预测必须确定在变形过程中一个用来评价流动应力的断层模型和在非等温及变化应变率环境下一个用来获得金属变形行为的有限元分析。然后在提出模型的帮助下模拟热连轧过程。为了检验模拟结果，利用在不同温度和不同应变率下的热压缩试验来对一个铝合金流动应力行为进行研究，然后再在同样的材料上进行检验。对此模型进行非恒温热轧试验后发现预期与试验结果非常吻合。
介绍
已证实在金属或者合金的热加工过程中会发生动态回复和动态再结晶这些最重要的软化过程以改变加工材料的流动应力。为了证实这个过程，已经进行了许多研究以评定工程材料在热变形情况下的流动应力行为，也提出了很多模型。根据已经公布的文献，大多数研究者都在恒定温度和恒定应变率的条件下来考虑金属的反应，或者在不考虑材料在热加工操作中的动态恢复过程得出经验公式来估计流动应力。
本论文的目的是在考虑到加工硬化和动态恢复的情况下提供一个可以预测铝合金在热轧环境下的流动应力行为。为了实现这一目的，使用了一个建立在断层理论基础上的模型以处理在热加工过程中不断变化的断层密度，结合这一模型应用了一个有限元分析来评定温度和应变率的变化并在热加工参数、动态恢复动力学和金属变形的流动应力间建立关系。要得到热变形数据，比如在定态情况下对一铝合金进行热压缩试验并将试验结果作为模拟输入数据。进行热轧试验以检验模拟结果。预测轧制力和所测轧制力的比较可以证实模拟预测是否有效。
理论分析
在变形过程中流动应力的确定是模拟金属变形过程的重要条件。可以通过确定断层密度ρ来确定流动应力。当动态恢复是主要的软化过程时广泛应用科克梅金模型（方程1）来确定断层密度的变化。
dρ∕dε=k1ρ1∕2﹣k2ρ (1)
方程右端第一个字母与断层热储有关，k1可以用2(θII／G)( αb)－1来表示，θII是应力应变曲线在第二阶段的斜率。第二个字母与动态恢复有关，k2代表动态恢复率，同时也是温度和应变率的函数。应用应力与断层密度间的经典关系式
σ=σ0+αGbρ0.5 (2)
σ0是内应力（在金属热变形情况下可以忽略），α是材料恒量，b是在滑移方向原子间的距离，G是剪切模量。变形金属在热变形过程中的流动应力可以表示如下：
2dσ／dε=k1(αGb)－K2σ (3)