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,1254, 北京科技大学学报 第30卷 6.2m 6.2r (a) 5.8 (b) 5.6 开始变形处 5.4 目5.0t4att4 育 开始变形处 44 ·模拟值 4.6 3.8 ·一实验值 3.8 一·一模拟值 3.4 ·实验值 320寸10市202330354045 3.00寸10120230354045 线材上的相对位置/mm 线材上的相对位置mm 图11NiTi合金线径的模拟值与实测值比较.(a)v1=0.76mms；(b)p1=0.82mms1 Fig-11 Comparison of wire diameter between the model and experiment:(a)v1=0.76mm's(b)v1-0.82mms [4]Li Y,Quick N R.Kar A.Dieless laser drawing of fine metal 6结论 wires.J Mater Process Technol.2002.123(3):451 (1)本文建立了无模拉拔加工过程的热力耦合 [5]Alexander J M.Turner T W.A preliminary investigation of the dieless drawing of titanium and some steels//Proceedings of the 有限元模型，并在通过热模拟实验建立NTⅰ合金材 15th MTDR Conference.Birmingham.1974:525 料性质数据库的基础上进行了不同工艺参数下NTi [6]Price J W H.Alexander J M.An analytical solution for dieless 合金线材无模拉拔加工热力耦合模拟分析， drawing using a method of equalization of work rates//Proceed- (②)通过数值模拟分析，获得了线材在拉拔加 ings of 18th MTDR Conference.London.1978:267 工过程中的应力场以及温度场对应力场的影响 [7]Tiernan P,Hillery M T.An investigation of the dieless drawing 规律 method for the production of mild steel wire.Wire JInt.1999. 32(12):94 (③)分析了不同冷热源距离及冷却水流量对加 [8]Tiernan P,Hillery M T.Experimental and numerical analysis of 工后线材直径的影响.当冷热源距离减小到10mm the deformation in mild steel wire during dieless drawing J 时，冷热源之间形成较大的温度梯度有利于无模拉 Mater Des Appl,2002.216(L3):167 拔加工，使得线径波动较小.在本文的实验条件下， [9]Tiernan P,Hillery M T.Dieless wire drawing an experimental 冷却水流量的变化对NTi合金线材无模拉拔加工 and numerical analysis.JMater Process Technol,2004.155/156 (-3):1178 过程成品线径的波动影响很小，冷却水流量大于 20Lh-1即可满足冷却要求. [10]Song Y Q.The prospect of successive partial plastic forming Chin Mech Eng.2000.11(1):65 (4)分析了不同拉拔速度条件下NiTi合金线 (宋玉泉，连续局部塑性成形的发展前景。中国机械工程， 材无模拉拔过程的变形情况，NTi合金线径随着拉 2000,11(1):65) 拔速度的增大而减小，随着拉拔速度的增大在拉拔 [11]Wang Z T,Luan G F,Bai G R.Dieless draw ing technology and 初期线材易出现颈缩现象，且整个拉拔过程中线材 development.JShenyang Inst Technol.1994.13(2):18 (王忠堂，栾瑰馥，白光润.无模拉拔工艺及发展，沈阳工业 线径波动程度增大， 学院学报，1994,13(2)：18) (5)本文模拟结果与实验结果的最大偏差在 [12]Zhang HQ,Xia H Y,Chen S L.Study on forming test and nu 0.10mm以内，所建立的热力耦合有限元模型能够 merical analysis on temperature field in drawing without die 较准确地模拟NTi合金线材无模拉拔加工过程. Forg Mach.1999(2):38 (张海渠，夏鸿雁，陈淑利，无模拉伸工艺的成形实验研究和 参考文献 温度场解析，锻压机械，1999(2)：38) [1]Ronan C.Pete T.The dieless drawing of high carbon steel. [13]Liu X F,He Y,Bi C W,et al.Simulation on electromagnetic Mater Sci Forum,2004.447:513 and temperature fields in dieless drawing forming of NiTi shape [2]Furushima T,Sakai T,Manabe K.Finite element modeling of memory alloy wires.Chin J Rare Met.2005.29(5):762 dieless tube draw ing of strain rate sensitive material with coupled (刘雪峰，何勇，毕重武，等.镍钛形状记忆合金线材无模拉 thermo mechanical analysis AIP Conference Proceedings. 拔成形过程的电磁场和温度场模拟，稀有金属，2005,29 Columbus.2004:522 (5):762) [3]Wang Z T,Zhang S H.Xu Y,et al.Experiment study on the [14]Zhao Z N.Heat Transfer.Beijing:Higher Education Press. variation of wall thickness during dieless drawing of stainless steel 2002 tube J Mater Process Technol.2002.120.90 (赵镇南.传热学.北京：高等教有出版社，2002)图11 NiTi 合金线径的模拟值与实测值比较．（a） v1＝0∙76mm·s －1；（b） v1＝0∙82mm·s －1 Fig．11 Comparison of wire diameter between the model and experiment：（a） v1＝0∙76mm·s －1；（b） v1＝0∙82mm·s －1 6 结论 （1） 本文建立了无模拉拔加工过程的热力耦合 有限元模型并在通过热模拟实验建立 NiTi 合金材 料性质数据库的基础上进行了不同工艺参数下NiTi 合金线材无模拉拔加工热力耦合模拟分析． （2） 通过数值模拟分析获得了线材在拉拔加 工过程中的应力场以及温度场对应力场的影响 规律． （3） 分析了不同冷热源距离及冷却水流量对加 工后线材直径的影响．当冷热源距离减小到10mm 时冷热源之间形成较大的温度梯度有利于无模拉 拔加工使得线径波动较小．在本文的实验条件下 冷却水流量的变化对 NiTi 合金线材无模拉拔加工 过程成品线径的波动影响很小冷却水流量大于 20L·h －1即可满足冷却要求． （4） 分析了不同拉拔速度条件下 NiTi 合金线 材无模拉拔过程的变形情况．NiTi 合金线径随着拉 拔速度的增大而减小随着拉拔速度的增大在拉拔 初期线材易出现颈缩现象且整个拉拔过程中线材 线径波动程度增大． （5） 本文模拟结果与实验结果的最大偏差在 0∙10mm 以内所建立的热力耦合有限元模型能够 较准确地模拟 NiTi 合金线材无模拉拔加工过程． 参 考 文 献 ［1］ Ronan CPete T．The dieless drawing of high carbon steel． Mater Sci Forum2004447：513 ［2］ Furushima TSakai TManabe K．Finite element modeling of dieless tube drawing of strain rate sensitive material with coupled thermo-mechanical analysis ∥ AIP Conference Proceedings． Columbus2004：522 ［3］ Wang Z TZhang S HXu Yet al．Experiment study on the variation of wall thickness during dieless drawing of stainless steel tube．J Mater Process Technol2002120：90 ［4］ Li YQuick N RKar A．Dieless laser drawing of fine metal wires．J Mater Process Technol2002123（3）：451 ［5］ Alexander J MTurner T W．A preliminary investigation of the dieless drawing of titanium and some steels∥ Proceedings of the 15th MTDR Conference．Birmingham1974：525 ［6］ Price J W HAlexander J M．An analytical solution for dieless drawing using a method of equalization of work rates∥ Proceedings of 18th MTDR Conference．London1978：267 ［7］ Tiernan PHillery M T．An investigation of the dieless drawing method for the production of mild steel wire．Wire J Int1999 32（12）：94 ［8］ Tiernan PHillery M T．Experimental and numerical analysis of the deformation in mild steel wire during dieless drawing． J Mater Des Appl2002216（L3）：167 ［9］ Tiernan PHillery M T．Dieless wire drawing-an experimental and numerical analysis．J Mater Process Technol2004155／156 （1－3）：1178 ［10］ Song Y Q．The prospect of successive partial plastic forming． Chin Mech Eng200011（1）：65 （宋玉泉．连续局部塑性成形的发展前景．中国机械工程 200011（1）：65） ［11］ Wang Z TLuan G FBai G R．Dieless drawing technology and development．J Shenyang Inst Technol199413（2）：18 （王忠堂栾瑰馥白光润．无模拉拔工艺及发展．沈阳工业 学院学报199413（2）：18） ［12］ Zhang H QXia H YChen S L．Study on forming test and numerical analysis on temperature field in drawing without die． Forg Mach1999（2）：38 （张海渠夏鸿雁陈淑利．无模拉伸工艺的成形实验研究和 温度场解析．锻压机械1999（2）：38） ［13］ Liu X FHe YBi C Wet al．Simulation on electromagnetic and temperature fields in dieless drawing forming of NiTi shape memory alloy wires．Chin J Rare Met200529（5）：762 （刘雪峰何勇毕重武等．镍钛形状记忆合金线材无模拉 拔成形过程的电磁场和温度场模拟．稀有金属200529 （5）：762） ［14］ Zhao Z N． Heat T ransfer．Beijing：Higher Education Press 2002 （赵镇南．传热学．北京：高等教育出版社2002） ·1254· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷