【正文】 FITEM,2,2 /GO !* SFL,P51X,PRES,500, FINISH /SOL /STATUS,SOLU SOLVE FINISH /POST1 !* /VSCALE,1,1,0 ! !* PLVECT,U, , , ,VECT, ELEM,ON,0 /SHOW,WIN32C SET,FIRST /PLOPTS,INFO,3 /CONTOUR,ALL,18 /PNUM,MAT,1 /NUMBER,1 /REPLOT,RESIZE PLNSOL,S,X ! /UIS,ABORT,1 /SHOW,WIN32 /REPLOT,RESIZE SAVE 程序 2 /BATCH /COM,ANSYSRELEASE 05/19/20xx /input,menust,tmp,39。最后，我再一次對 各位 老師的大力支持和幫助表示感謝 ！ 學生： 郭 平 20xx年 05月 28 日 第 39 頁 附錄 ： 程序 1： /BATCH /COM,ANSYS RELEASE /input,menust,tmp,39。 壓試驗得到的銅合金 CuAl2O3 式樣的檢測結果 顯示，CuAl2O3復合材料 具有較好的 導電 性，其強度和表面硬度都達到大多行業(yè)所需要的程度 ， 對其 的性能和微觀特性進行 的 分析研究， 為 模具和擠壓工藝設計提供 了 理論依據(jù) 。 內(nèi)氧化的 上限為 Cu2O 形成或分解的臨 第 36 頁 界氧分壓曲線 2，下限即為 Al 氧化的臨界氧分壓曲線 1。根據(jù)熱力學原理，在某一溫度下介質(zhì)氧分壓等于理論分解壓，體系處于平 衡狀態(tài)；當氧分壓低于氧化物的分解壓時氧化物將進行還原反應。但溫度過高，時間過長，易發(fā)生 Al2O3顆粒的粗化，還會影響材料的性能。 內(nèi)氧化時間對 Cu/A12O3 合金導電率及硬度的影響 0 2 4 6 8 106062646668707274767880828486889092 導電率 表 面硬度時間 / h導電率/%（IACS）6065707580859095100105110115120125130135140表面硬度/HV 圖 22 Cu/ Al2O3導電率及硬度隨內(nèi)氧化時間的變化曲線 圖 22 是試樣在 900℃ 下原始試樣及分別內(nèi)氧化 3h、 6h、 10h 后的試樣電導率及表面硬度 。 制備 Al2O3/Cu 復合材料采用的方法主要有下面幾種 ： 粉末冶金法 機械合金化法 溶膠－凝膠法 內(nèi)氧化法 內(nèi)氧化基本過程是：首先，使 Cu－ A1 合金霧化粉在高溫氧化氣氛中進行選擇性氧化，即通過控制氧分壓使 A1 發(fā)生氧化而 Cu不被氧化，得到 Al2O3/Cu復合粉末，然后壓制、燒結、加工成型。在 Al2O3/Cu 復合材料中 ,由于 Al2O3顆粒硬，且在高溫下熱穩(wěn)定性好及對 Cu 基體的不溶性，甚至在接近銅熔點的溫度下都能保持其原來的粒度和間距，所以 Al2O3/Cu復合材料在高溫下能保持其大部分硬度。純銅具有高的導電性、 導熱性及優(yōu)良的工藝性能 ,廣泛應用于電子、電力等工業(yè)部門，但是純銅的室溫強度和高溫強度均較低，軟態(tài)時僅為230290MPa。然后可以對結果進行圖形顯示，可依次選擇 Min MenuGeneral Postproc Plot ResultsDeformed Shape 選項，系統(tǒng)將彈出變形顯示設置對話框。 第 三 章 ANSYS 的概述 ANSYS 的介紹 ANSYS 軟件是融結構、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。由于保溫筒與加熱筒之間要加入一些保溫物質(zhì)，故保溫筒的 D 外筒 =440mm。 則 得 出 過 盈 量 ?? 。對于本設計的二層式擠壓筒，取內(nèi)筒內(nèi)徑為 1r ，外半徑為 1R 。既要計算出各層在內(nèi)壁、外壁處由內(nèi)壓力 和預應力 產(chǎn)生的迭加應力 【 5】 。它要承受全部擠壓力。 擠壓軸除受壓縮應力作用外，還受到擠壓軸與擠壓筒安裝的不完全同心。空心擠壓軸用于擠壓管材，實心擠壓軸用于擠壓棒材和型材。擠壓紫銅、黃銅和青銅時， h=(8～ 12)mm； 擠壓白銅時， h=(5～ 10)mm。 （ 2） 雙 錐模 錐模 的模角小于 90 度，當 00 60~45?? 時，擠壓力最小，但是形成的死區(qū)小，無法帶溜鑄錠表面雜質(zhì)和潤滑劑，容易使制品內(nèi)缺陷增加，品質(zhì)下降。 其工藝過程用 流程圖形式表示： 坯料加熱 除去氧化皮 放入凹模內(nèi) 進行擠壓 圖 1— 1 熱擠壓工藝過程流程圖 第 6 頁 首先將要進行擠壓的金屬坯料加熱，加熱溫度有坯料的化學成分和坯料尺寸的大小來決定。 將自來水由管接頭 20 通入 ，實現(xiàn)凹模冷卻。 如圖 11 所示以 反擠壓模 ： 由圖中可以看出，凹模 24 以凹模墊板 15 與下模板 12 定位。擠壓模具是擠壓生產(chǎn)中最重要的工具，它的結構形式、各部分尺寸、模具材料、模具的裝配形式等，對擠壓力、金屬流動的均勻性、制品尺寸的穩(wěn)定性、制品表面質(zhì)量以及模具自身的使用壽命等都產(chǎn)生極大的影響 。 參照美國材料試驗協(xié)會 （ ASTM）的標準，借鑒 SCM Metal Products 的產(chǎn)品規(guī)范， 彌散強化銅共有三個牌號，代號是 C1571 C15740 和 C15760，對于特定的性能要求，可以通過調(diào)整氧化鋁的含量， 來 制成其它牌號 【 10】 。s performance are introduced. The tensile property and the internal oxidation thermodynamic are analyzed. Keyword: Finite Element Method， ANSYS ， hot extrusion dies， diffusion copper 第 1 頁 緒 論 本設計分為上下兩篇： 上篇是在 ANSYS 下的有限元分析法及熱擠壓模具有限元分析。 隨著計算機技術的快速發(fā)展和普及，有限元方法迅速從結構工程強度分析計算擴展到幾乎所有的科學技術領域 。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 15 答 辯 回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚。 89周：進行熱擠壓模具設計以及對 ansysr有限元分析。 3. 研究步驟、方法及措施 ① 要具備一定的專業(yè)知識，只有具備了一定的專業(yè)知識才能對熱擠壓模具設計步驟有一定的了解。 第 12~14 周，編寫說明書，答辯。洛陽理工學院論文 1 洛 陽 理 工 學 院 畢 業(yè) 設 計（論 文） 題目 銅合金熱擠壓模具設計及可靠性分析 系 （部）＿＿ 機電 工程 系 專 業(yè) 模 機械制造及其自動化（模具 方向 ） 洛陽理工學院論文 2 畢業(yè)設計（論文）任務書 填表時間： 20xx 年 2 月 28 日 （指導教師填表） 學生姓名 郭 平 專業(yè)班級 05模具 指導 教師 趙冬梅 課題類型 軟件工程 題目 銅合金熱擠壓 模具設計及可靠性分析 主要研究 目標 (或研 究內(nèi)容 ) 研究高溫環(huán)境下的熱擠壓模具設計中熱應力對模具可靠性的影響， 研究熱擠壓工藝（擠壓速度， 擠壓比、溫度以及壓力）對模具的影響，利用熱 力偶合的有限元分析方法對熱擠壓過程的模擬，對熱擠壓產(chǎn)品：彌散銅的性能和微觀特性進行分析研究，對模具和擠壓工藝設計提供理論依據(jù)。 主要參 考文獻 《 ANSYS 有限元應用基礎》 《銅合金加工手冊》 《模具設計基礎》 《機械設計基礎》 指導教師簽字： 教研室主 任簽字： 年 月 日 洛陽理工學院論文 3 洛陽理工學院 畢業(yè)設計（論文）開題報告 系（部）： 機電系 20xx 年 3 月 12 日 課題名稱 銅合金熱擠壓模具設計及可靠性分析 學生姓名 專業(yè)班級 05 模具 課題類型 軟件工程 指導教師 職稱 教授 課題來源 1. 綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義 彌散強化 Al2O3/Cu復合材料，不僅強度高，導電性和純銅相近，而且還具有良好的抗電弧侵蝕 、 抗 電 磨損能力及較高的 常溫 強度 和高溫強度 ，是一種具有廣闊應用前景的 新型結構與功能材料 。在具備專業(yè)知識的同時，也要涉及一些與專業(yè)知識有關的知識，使要解決的問題很好的解決。 1011周：撰寫設計過程，總結設計過程，論文答辯。主要問題回答準確、有深度。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。在本設計中做了簡單接觸應力分析， 利用有限元對擠壓模具的內(nèi)筒進行了受力分析。 有限元是那些集合在一起能夠表示實際連續(xù)域的離散單元。 彌散強化銅的性能來源于這些氧化鋁硬質(zhì)顆粒，加入氧化鋁顆粒尺寸僅為3～ 12nm，顆粒間距為 50～ 100nm，其熱穩(wěn)定性極好，甚至在接近銅熔點的溫 第 2 頁 度下仍然能保持去原來的粒度和顆粒間距；彌散相的加入量只占基體極小的體積分數(shù)，幾乎不影響基體金屬固有的物理化學性質(zhì) [11]。 熱擠壓就是將金屬材料加熱到熱鍛成形溫度進行擠壓，即在擠壓前將坯料加熱到金屬的再結晶溫度以上的某個溫度下進行的擠壓。凹模與凹模壓緊圈 18 采用錐面配合，用內(nèi)六角螺釘 19 與下模板緊緊連接。反擠壓凹?？勺龀烧w式或鑲套式。當坯料加熱到所需的溫度時，除去其表皮的氧化鐵皮并迅速放入熱擠壓模的凹模模腔內(nèi)進行擠壓。 本設計注重產(chǎn)品質(zhì)量，研究模具的性能，所以選擇平模的擠壓模具 【 15】 。 （ 3）模孔入口角半徑的確定擠壓銅及銅合金時，取 r=(2～ 5)mm。其軸的工作長度部分用優(yōu)質(zhì)耐熱合金剛制作，軸的基座用稍差的鋼材制造。使其擠壓時受到偏心載荷引起的 彎曲應力作用 【 4】 。 (1）擠壓墊的結構形式如下圖。然后根據(jù)第三或第四強度理論進行強度校核。擠壓筒的長度不宜過長，一般為內(nèi)徑的 ～ 5 倍。 故 得 外 筒 內(nèi) 徑 為 mmDd ??? ? 。 （ 3）保溫蓋 保溫蓋主要是保持溫度不容易從模具頂部散發(fā)出去。由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國 ANSYS 開發(fā)，它能與多數(shù) CAD 軟件接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交 換，如 Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－ DEAS, AutoCAD 等， 是現(xiàn)代產(chǎn)品設計中的高級 CAD 工具之一。 ANSYS 既在繪圖區(qū)做出未變形的正方形板和變形以后的正方形板，未變形的以虛線表示。冷加工后強度雖然可以達到 400MPa，但延伸率僅為 2%。同時由于 Al2O3 顆粒含量少，且細小彌散分布，所以能保持銅基體的高導電、導熱性。在合金氧化過程中，氧溶解到合金相中，并在合金相中擴散，合金中較活潑的組元與氧反應，在合金內(nèi)部生成氧化物顆粒，這個過程定義為內(nèi)氧化。 Cu－ Al 合金的內(nèi)氧化處理對電阻具有雙重作用： ① 析出的Al2O3 質(zhì)點本身使 Cu 基體電導率降低； ② Al2O3 質(zhì)點的析出，消耗了基體中的Al， 減少了基體中 Al 的固溶量，基體中的晶格畸變得以緩解，使電導率提高。從試驗中 可以得出：平板狀試樣的內(nèi)氧化溫度在 900℃左右較好，為今后的氧化鋁彌散銅 合金復合材料的研究奠定了堅實的基礎。反之 將發(fā)生氧化反應。 結 論 Al2O3/Cu 復合材料，與傳統(tǒng)制備方法得到的試樣性能相似，因此為工業(yè)上的應用提供了依據(jù)。 ， 銅合金 CuAl2O3所檢測 到的較好結果說明其試驗工藝合理，其內(nèi)部結構比較適合實際的熱擠壓工藝要求。39。AREA39。 在這次設 計中時間時間短， 缺乏理論和實驗基礎， 即使在努力 學習，但 在設計中難免有考慮不周之處， 以后還需要不斷完善自己，所以學習這些很應用廣泛的軟件等知識 將會是我今后努力和學習的方向。隨著內(nèi)氧化時間的延長，內(nèi)部由于氧原子擴散到的時間較長，形成的 Al2O3較晚，晶粒得以充分長大內(nèi)部晶