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挤压铝型材加工变形不均匀性与残余应力

2020-06-16 10:17:29

如果挤压制品在铝型材挤压加工过程结束以后不仅受外力作用的话,那么,变形状态的不均匀性是产生残余力的基本原因。由于塑性变形区各部分的温度不均,在挤压制品中也会产生残余应力。但是,因为这种温度的不均匀性比较小,所以,由此而产生的残余应力值也大,因此可以认为,挤压制品从塑性变形区流出瞬间的应力状态主要取决于因变形不均所引起的残余应力。

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在大多数挤压铝型材加工过程中,周边层的主拉伸变形要比中心层大。因此,周边层的拉伸弹性变形大于中心层的拉伸弹性变形。按照内力相互平衡的条件,这就会导致周边层为完全消除弹性变形而产生的收缩要小一些,而中心层为完全消除弹性变形而产生的收缩要大一些,结果,从模孔中流出的挤压制品内,中心层产生了纵向压缩应力,而其周边层则产生残余拉伸应力。因注意的,在铝挤压型材时,其各部分流动速度的不均匀性是产生残余应力的另一个原因。

热挤压时,由于工业铝型材挤压制品的随后冷却,往往会改变上述的应力状态,这种改变有时是十分明显的。例如,当缓慢冷却时,常可导致类似于进行低温退火时的结果,即可能使残余应力几乎完全消除。在此表面积不大的型材中,由于热惯性大,出现这种缓慢冷却形式的可能性就较大。在挤压大直径棒材和厚壁工业铝型材时,除了因组织转变所引起的应力状态的改变外,由于周边层和中心层冷却的不均,也可能产生新的残余应力。

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