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等截面引射器启动性能数值研究
引言
等截面引射器（EqualChannelAngularExtrusion，简称ECAE）是一种新型的金属加工技术，通过对金属材料的塑性变形，使其微观结构发生变化，从而得到更优异的力学性能。因为ECAE技术是一种非侵入式加工方法，所以在航空、汽车、机械制造等领域都有着广泛的应用。在ECAE过程中，截面形状、进出角度等参数都会影响到其性能。本文将重点研究ECAE启动性能的数值模拟分析。
ECAE过程简介
ECAE技术是一种全新的、无削割的、塑性变形的金属材料变形加工方法。ECAE对金属材料的变形分为两个阶段：在第一阶段ECAE当中，原始金属试样在通过模具的两个通道之间发生塑性变形，形成一种流旋形的变形形态。这个变形后产生的角是由下方的通道的顶部倾斜度负责的。
在第二阶段的ECAE过程中，通过旋转角升高到验舍SAT80的谷底，二号通道的应力变形就会延伸出来。通道的下部被翻斗离开，随着后续的升降动作，材料被从二号通道重新进入一号通道。
这个过程随着循环的进行，可以不断地将样品进行塑性变形。这样，金属试样的能力就可以显著提高，并且它的力学性能也会得到提高，从而达到提高材料性能的目的。
截面形状对启动性能的影响
在ECAE过程中，截面形状对其性能具有较大的影响。直观上，较小的变形角度能够保证局部塑性变形的充分发展，从而保证整个变形过程的均匀性。此外，截面形状还影响着ECAE的启动性能。研究表明，在不同截面形状的试样中，启动应变值的大小不同。具体地，圆形试样的启动应变值要高于矩形试样，其次是梯形试验样。这主要是由于圆形截面的试样中多个方向上流变应力分布均匀的原因所致。相比而言，矩形截面的试样更偏向于单个方向的流变应力，这导致了其启动应变值较低。梯形截面相对于矩形截面而言在多个方向上的流变应力会有明显的改善，因此综合而言其启动应变值较高。因此，在选择ECAE的截面形状时，需要根据具体的应用情况做出不同的折衷选择。
进出角度对启动性能的影响
ECAE过程中还有一个非常重要的因素，那就是通道的进出角度。该角度是经过多次实验确定出的较为标准的参数，但是不同的进出角度仍然会对最终的ECAE性能产生较大的影响。当角度增大时，ECAE需要的起始应变值也会相应提高。因此，在实际应用中，应根据具体测试材料的硬度、强度等参数，调整ECAE的通道进出角度大小，以保证其最佳性能。
结论
等截面引射器作为一种非侵入性、高效率的金属加工技术，已经被广泛应用在航空、汽车、机械制造等领域。本文通过数值模拟的方法，研究了截面形状和通道进出角度对ECAE启动性能的影响。实验表明，圆形截面的试样具有较高的启动应变值，矩形截面的试样启动应变值相对较低，而梯形截面的试样启动应变值则适中。通道进出角度的大小也对启动应变值产生着影响。因此，在实际应用中，应根据具体的硬度、强度参数等调整通道进出角度大小，以保证ECAE的最佳性能。