FEM Method Study of the Advanced ECAP Die Channel and Tool Design

Modelling—International Open Access Journal of Modelling in Engineering Science, 2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/modelling6010019
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Equal-channel angular pressing (ECAP) is one of the most effective methods for obtaining ultrafine-grained structures in metals and alloys, significantly improving their mechanical properties. In this work, FEM modeling and development of a new design of the instrument for ECAP were carried out, followed by the production of real samples of working dies and casing. Four different designs of dies have been studied: with channel intersection angles of 90° and 45° and two schemes with the same angles and a spherical cavity to create back pressure. The main purpose of the study was to study the effect of dies geometry on the stress–strain state and pressing load, as well as to develop an optimal tool design that ensures the reliability and durability of the process. The simulation results showed that reducing the channel intersection angle to 45° increases the degree of accumulated deformation to 4.5 mm/mm but also increases the pressing load to 280 kN. The introduction of a spherical cavity contributes to a more uniform distribution of deformations, although the pressing load increases to 416 kN. Based on the data obtained, an improved tool design with a massive steel casing was developed and manufactured. The analysis and production of real samples confirmed its effectiveness and reliability, which will improve the ECAP process and obtain materials with improved characteristics while reducing operating costs.