يك فرآيند جديد تغيير شكل پلاستيك شديد بر مبناي برش ساده و برش خالص

A new severe plastic deformation technique based on simple and pure shear

فرآيند اكستروژن برشي تركيبي (CSE) يك فرآيند جديد تغيير شكل پلاستيك شديد (SPD) مي‌باشد، كه از تركيب همزمان دو فرآيند اكستروژن برشي ساده (SSE) و اكستروژن برشي خالص (PSE) تشكيل شده است. اين فرآيند اساسا بر پايه تعريف‌هاي برش خالص و برش ساده پايه گذاري شده است. به طوري كه يك مربع در اثر برش خالص و برش ساده به يك متوازي الاضلاع تغيير شكل پيدا مي‌كند. در اين مقاله با استفاده از نظريه‌ي تحليل سينماتيك تغيير شكل(تغيير شكل بزرگ)، مقدار كرنش برشي اعمالي به نمونه تحت فرآيند اكستروژن برشي تركيبي براي زواياي اعوجاج مختلف بدست آمده است. همچنين آناليز المان محدود (FEM) با استفاده از نرم افزار تجاري المان محدود ديفرم براي فرآيند اكستروژن برشي تركيبي انجام گرفته و كرنش برشي و موثر اعمالي به نمونه، مقدار نيروي مورد نياز براي انجام فرآيند و شكل نهايي سطح مقطع در زواياي اعوجاج مختلف بررسي شده است. نتايج تحليلي و حل المان محدود نشان مي‌دهد با افزايش زاويه‌هاي اعوجاج، ميزان كرنش برشي و همچنين نرخ افزايش كرنش برشي اعمالي به نمونه افزايش مي‌يابد كه در پي آن كرنش موثر و مقدار نيروي لازم براي انجام فرآيند نيز افزايش مي‌يابد. حل المان محدود و هندسه فرآيند نشان مي‌دهد توزيع كرنش برشي و موثر در سطح مقطع نمونه به صورت متقارن مي‌باشد و با افزايش زاويه‌هاي اعوجاج توزيع كرنش به صورت ناهمگن‌تر ‌مي‌شود، همچنين سطح مقطع نهايي نمونه تغيير شكل بيشتري پيدا مي‌كند.

Combined shear extrusion (CSE) is a new severe plastic deformation (SPD) technique to produce bulk ultrafine grained materials. CSE is obtained by the combination of simple and pure shear extrusion. This technique is based on definitions of pure and simple shear. In the present work, the nonlinear (large) deformation elasticity theory is used for obtaining the shear strain applied to the sle under pure shear extrusion with various angles of distortion. Also plastic deformation characteristics of CSE method were analyzed with finite element analysis using commercial Deform 3D software. Shear strain and effective strain applied to the sle, the load required to carry out the process and the final shape of the crosssectional area were studied for different angles of distortion. Analytical results and finite element analysis shows by increasing the angles of distortion, shear strain and increased rate of shear strain applied to the sle increased so the effective strain and load required to carry out the process increases. Analysis of finite element and geometry of the die shows that distribution of shear strain and effective strain is inhomogeneously and symmetrical in specimen’s cross section which increases from the center to the corners and by increasing the angles of distortion, distribution of strain becomes more inhomogeneously, also the final shape of the crosssectional area deforms more.