[发明专利]一种快速准确确定金属塑性成形过程摩擦系数的方法

权利要求书

1.一种快速准确确定金属塑性成形过程摩擦系数的方法，其特征在于：

设ρ为圆环镦粗时的中性层半径，R₁、R₀、H分别为变形后的内径、外径和高度，根据传统的解析法求得圆环镦粗时的摩擦因子m

当ρ≤R₁时：

m=H2(R1-R0)ln[(R1R0)21+1+3(R0ρ)41+1+3(R1R0)4(R0ρ)4]]]>

(1)

当R₁＜ρ＜R₀时：

m=H2(2ρ-R1-R0)ln[(R1R0)21+1+3(R0ρ)41+1+3(R1R0)4(R0ρ)4]]]>

(2)

ρ=(Hi-1R1i-12-HiR1i2)/(Hi-1-Hi)]]>

(3)

这里H_i-1、R_1i-1为上一时间步的高度及内径，H_i、R_1i为当前时间步的高度及内径；

做n组圆环镦粗实验：

①做第1组，每组3个试样，圆环试样的尺寸比例取外径∶内径∶高度＝3∶2∶1，压下率在50％以下，测量试样变形后的内径、外径及高度，每一尺寸从三个不同方向测量取其均值，计算3个试样的平均内径、外径及高度；

②按公式(3)计算中性层半径；

③若ρ≤R₁，按公式(1)计算摩擦因子m；若R₁＜ρ＜R₀，按公式(2)计算摩擦因子m；

④按轴对称模型进行有限元建模，按照实验结果设置模拟压下高度及计算步长，采用四边形轴对称单元网格划分，采用刚塑性硬化材料模型：σ＝K(ε₀+ε_p)ⁿ，其中K、n及材料的屈服极限ε_s由材料的单向拉伸实验或材料供应商获得，σ_s与ε₀对应，ε_p为材料的等效塑性应变；

⑤按照步骤③确定的摩擦因子，做圆环镦粗的有限元数值模拟，计算式中为步骤(1)得到的平均内径及外径，R′₁、R′₀为数值模拟得到的内径及外径；

⑥向上或向下调整摩擦因子，并获得minδ2=min[(R‾1-R1′)2+(R‾0-R0′)2],]]>获得最优摩擦因子m_i。

⑦调整圆环镦粗实验的压下高度，重复步骤①～⑥，做第2～3组圆环镦粗实验并计算最优摩擦因子m_i，求

2.根据权利要求1所述快速准确确定金属塑性成形过程摩擦系数的方法，其特征在于所述n＝1～3。