铜包铝线铜带成形数值研究

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随着电线电缆技术的发展,对其在高导电性、钎焊性、耐蚀性、重量轻及强度高方面提出了越来越高的要求,传统的单一材料难于满足这些需求。铜包铝线是在铝芯线外表面同心地包覆铜层,使两种金属在界面形成原子间结合而成为一个整体金属线材,在保证使用性能的前提下,同时具有两种金属的优点。根据趋肤效应原理,频率很高的电磁波仅集中于导体表面很薄的铜层上传输,因而铜包铝线的电学性能与纯铜线相同。同时它与纯铜线相比,铜包铝线的铜层占铜包铝线体积的10%或15%,这就意味着在重量相同的条件下,铜包铝线的长度是纯铜线的2.5倍左右,从而大大节省铜资源。但以往的大量研究主要集中在铜包铝线的制备和使用及铜带的焊接工作上,特别在铜带成形方面研究较少。   本文介绍了包覆焊接法生产铜包铝线优点及工艺流程,成形问题的主要分析方法。讨论了辊弯成形目前的研究概况和发展趋势,并比较了各成形理论的优缺点。在分析铜带辊弯成形特点及其变形规律的基础上,以弹塑性大变形有限元理论为基础,对铜带成形过程做出合理简化,建立分析模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件作为计算机模拟分析的工具,基于刚塑性有限元理论,建立了铜带受辊轮侧压成形的有限元模型。通过数值模拟来研究铜带在水平辊轮、上辊轮及铝杆作用下的成形性能,得出了铜带在成形过程中变形区应力、应变的分布规律以及各道次的几何变形情况。对在不同厚度,成形道次及磨擦因素等工艺参数下的应力、应变分布情况进行了对比分析,并探讨了这些工艺参数对铜带成形的影响。
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