基于网格重构技术的空心铝型材挤压温度场分析

采用焊合区网格重构技术,解决了大断面空心铝型材分流模挤压全过程的温度场模拟问题,分析了模孔出口处型材横断面温度分布情况,提出了合理的挤压速度范围。研究结果表明,挤压过程中型材横断面上最高与最低温度的位置并不固定,主要原因与模孔出口处不同位置的金属流速的变化有关。挤压初始阶段,型材横断面上圆弧半径较小端的金属流速较大,该部位的温度最高;随着挤压进行,型材横断面直边中部的金属流速逐渐增大,当挤压行程大于90 mm时,直边中部的金属流速大于圆弧半径较小端的金属流速,型材横断面最高温度出现在直边中部。根据6005A铝合金挤压生产中模孔出口处型材温度应为520℃~570℃的要求,该大断面空心型材合理的挤压速度为0.35 mm/s~1.05 mm/s。     

轨道车辆用超宽幅薄壁铝型材挤压过程数值模拟及模具优化

以轨道车辆用某扁宽、薄壁、弧形的大型铝合金型材为研究对象,基于HyperXtrude专业铝型材挤压成型有限元分析平台,采用拉格朗日-欧拉(ALE)算法,对其稳态挤压成型过程进行数值模拟。结果表明,采用初始模具挤压时,型材出口处的金属流速不均匀。通过增设阻流坎和扩大供料容积,多次优化模具结构后,型材出口处金属流速均匀。数值模拟结果与生产试模结果吻合,数值模拟结果可以为大型复杂截面铝型材挤压模具结构设计和优化提供指导。     

新能源汽车电池架空心铝型材挤压模设计

针对新能源汽车电池架空心铝型材,设计分流挤压模,结合有限元模拟技术获得铝型材挤压过程中铝合金的流动速度分布情况。分析模拟得到的数据,针对铝合金挤出速度的不均匀性,对模具的芯模结构提出改进方案,改进后的模拟结果显示型材出口处金属流速均匀,试模试验与有限元模拟结果相符,为相关型材的模具结构设计和改进提供了指导。     

阻碍角对6063铝合金空心型材“T字位”表面凹痕缺陷的影响

在空心铝型材挤压生产中,型材"T字位"表面常常出现凹痕,导致型材报废。对此,利用Q-Form对6063铝合金空心型材的挤压过程进行数值模拟,获得了型材"T字位"区域的金属流速分布,在此基础上,通过优化模具结构,在型材左右悬臂位置增设一微小阻碍角,使型材"T字位"局部区域金属流速平衡。试模结果表明:型材表面凹痕消失,符合生产要求。     

扁长型铝型材挤压稳态模拟及模具改进

以扁长型铝型材为研究对象,运用Hyper Xtrude有限元软件对其挤压过程进行稳态模拟,获得了金属流动的速度场和变形场。分析了挤压过程中型材出口处金属流速不均匀、型材变形较大的原因并改进初始模具结构。在下模具中,对应于型材壁厚较大的区域增加阻流块,降低了型材流速较快部位的流动速度,使得整体的金属流速更为均匀;通过调整分流孔大小平衡了型材各个部分的供料情况,有效解决了挤压过程中金属分布不均匀的问题。改进后的模具模拟结果符合实际生产要求,流速均方差减少了70.2%。     

复杂截面空心铝型材挤压过程数值模拟

以某建筑用复杂截面空心铝型材为研究对象,进行连续挤压成形模设计。利用仿真模拟技术获得挤压过程中金属的流动变形情况,根据分析结果,提出了改进工作带及分流孔形状尺寸的方案。模具结构经过改进后,型材出口处金属流速均匀,数值模拟与试模结果吻合,为模具设计提供了理论指导,减少了试模成本。     

防撞梁用空心铝型材挤压模设计及结构改进

以防撞梁空心铝型材为研究对象,根据相关设计标准设计挤压模,利用数值模拟技术获得连续挤压过程中金属流动速度分布情况以及型材截面新旧坯料的变化过程,计算型材横向焊缝的长度,根据模拟结果,针对金属流动速度的不合理性,对分流桥、焊合室以及工作带等结构进行改进。改进后,型材出口处金属流速均匀,横向焊缝长度降低,试模试验与数值模拟结果吻合,为模具结构的设计和改进提供了指导。     

分流组合模挤压铝合金口琴管的数值模拟

采用刚粘塑性有限元法,在DEFORM-3D有限元商业软件上成功实现了铝合金口琴管分流组合模挤压过程的三维数值模拟,获得了分流组合模挤压过程中材料的流动规律,挤压力、应力场、应变场和温度场的分布,以及模具出口处金属流速的分布情况。通过数值模拟发现,型材出口流速不均匀,造成端面不齐,对此,提出了模具修改方案,通过调节模具工作带的长度,实现了型材挤压出口流速均匀的目的,从而保障了型材的产品质量。模拟结果为模具的优化设计及工艺参数的选取提供了理论参考。     

基于质点逆向追踪的铝合金空心型材横断面温度的不均匀性

采用挤压金属质点逆向追踪方法,分析了铝合金空心型材挤压过程中型材横断面温度分布不均匀性的原因及主要影响因素。结果表明:挤压过程中质点在分流孔内流动时的温度变化对模孔出口处型材横断面温度分布不均匀性的影响较大,而在焊合室内和模孔内流动时,温度变化对模孔出口处型材横断面温度分布不均匀性影响较小;挤压过程中各项热流作用对型材横断面温度分布不均匀性的影响程度由大到小依次为摩擦热、塑性变形热以及金属与工模具间的传热;通过模具结构设计和挤压工艺参数合理化,可使空心型材横断面温度分布的不均匀性得到较大的改善。     

分流模挤压力的研究

研究了不同挤压条件下的分流模挤压力.以实验为依据,分析了苏联学者??计算中存在的问题,提出了平刀式分流模挤压力计算的修正式;修正式的计算结果与实验相吻合,平均相对误差在5%内;将现场铝合金空心型材挤压的一组数据对修正式进行了验证,其结果也与实测值相符,平均相对误差在5%左右.该分流模挤压力计算的修正式完全可以满足工程计算的要求,可用于现场铝及铝合金空心型材挤压力的计算.     

6016铝合金挤压成形规律及工艺优化研究

在6016铝合金本构方程研究的基础上,采用正交实验方法,运用有限元分析软件Hyperworks的HyperXtrude模块,模拟研究该铝合金挤压成形规律,优化了挤压工艺方案。结果表明:挤压温度随着挤压速度升高而升高,但高速挤压时可能出现型材金属过热甚至重熔问题。挤压温度随着坯料预热温度升高近似线性升高。挤压力随着预热温度的升高而降低,挤压力随着挤压速度的提高有所升高,但并不明显。挤压区压力严重不均匀,需提高润滑效果,减小摩擦造成的挤压力衰减。工艺优化得到金属流速均匀、型材变形小的工艺方案。     

基于有限体积法的异形空心型材挤压模具设计

采用有限体积法,对异形空心铝合金型材挤压过程进行数值模拟,得到了挤压过程中材料流动速度场、应力场、应变场、温度场和挤压力的分布规律。以数值模拟结果为依据,针对模具设计存在的问题提出了解决方案,并通过分析得到了模具的最佳设计方案。结果表明：对于薄壁、结构复杂的异型空心型材,挤压模具设计的关键是合理地分配金属流量和平衡金属的流动速度。     

CPU散热片挤压过程的数值模拟及模具优化

采用刚粘塑性有限元法,利用Deform-3D有限元软件实现了铝合金CPU散热片导流模挤压过程的数值模拟。获得了挤压过程中材料的流动规律、挤压力、模具应力以及模具出口处流速的分布。通过数值模拟发现,型材出口流速很不均匀,远离型材中心的散热片齿部流速过慢。通过对导流模结构的调节,使得型材出口流速基本均匀,模具应力降低,提高了模具的使用寿命。模拟结果为导流模优化设计提供了依据。     

复杂截面空心铝型材挤压过程数值模拟及模具结构改进

以某复杂截面空心铝型材为研究对象,利用数值模拟获得挤压过程中金属的流动变形机理,根据模拟结果,提出在焊合室中增设阻流块并调整其结构尺寸和焊合室结构尺寸的改进方案。经过多次改进模具结构后,型材出口处金属流速均匀,数值模拟与试模试验结果吻合,模拟结果为模具结构的改进设计提供了指导。     

基于HyperXtrude的ZK60镁合金型材挤压成形数值模拟和实验验证

应用Hyper Xtrude软件对ZK60镁合金空心型材的挤压成形过程进行了有限元数值模拟研究,分别得到了型材在稳态挤压下的温度场、速度场、应变场和位移场,分析了金属流动情况、焊合室入口和出口处的压力。通过不同挤压速度下的稳态模拟分析,确定了合适的型材挤压速度为10 mm·s-1。在挤压温度为350℃和挤压速度为10 mm·s-1条件下进行实验验证,得到了形状外观均合格的产品。对比分析发现,模拟结果与实验结果的型材断面宏观组织形貌具有一致性,证明了应用Hyper Xtrude软件可以有效预测镁合金型材成形过程中的金属流动和焊合情况。     

铝合金空心型材挤压截面内凹变形有限元分析及模具结构优化设计

截面变形是复杂空心型材挤压过程中经常遇到的难题,实际生产中需通过反复试模、修模才能得到合格的产品。针对6063铝合金空心型材截面内凹问题,采用数值模拟方法获得了挤压过程中不同方向上的金属流速及模具焊合室内不同高度的压力分布,分析与讨论了产生缺陷的原因,并优化了模具结构。模拟仿真结果表明,添加阻流块后挤压过程中型材不同位置和不同方向上的流动速度更加均匀,挤出型材向内凹的现象得到改善。实测结果显示,采用改进后的模具结构,挤压型材最大内凹量减小为0.15 mm,可以满足实际应用要求。     

铝合金型材高速挤压的曲面抛物线形分流桥成形机理

针对铝合金型材挤压有效提高挤压速度并降低成形载荷比较困难的问题，提出曲面抛物线形分流桥设计方法并研究了其成形机理。以空心铝合金型材成形过程为研究对象，在挤压速度超过4 mm·s^-1的高速挤压下，利用金属流动平衡原理设计曲面抛物线形分流桥，运用主应力法计算成形载荷。采用数值计算方法对该结构的分流桥进行了应力和应变场模拟分析。进行了挤压成形试验验证挤压速度、挤压力以及节能增效情况，并进行试验结果的综合评判。在计算和模拟中分别与平面直线形分流桥成形方法的成形载荷、分流桥的应力与变形量等指标进行对比。结果表明，曲面抛物线形分流桥模具受到的突破挤压载荷比平面直线形降低约12.3%,受到的稳定挤压载荷降低约8.3%,分流桥受到的应力降低了26.1%,分流桥变形量降低了15.2%,挤压力降低了10%～20%。     

异形空心铝型材挤压工艺数值模拟及模具结构改进

以某异形空心铝型材为研究对象,采用数值模拟软件对其挤压工艺进行模拟,利用塑性成型理论对模拟结果进行分析,根据分析结果,调整阻流块结构尺寸及布置以平衡金属流出模孔的速度,经多次改进后,型材截面上的流速差异率降低至5%以内,满足最优模具设计评判依据。改进后模具生产的型材符合质量要求,减少了试模次数,降低了型材的开发成本。     

模具结构对复杂断面铝合金型材挤压变形的影响

为了获得高质量表面、高精度尺寸的复杂断面铝合金挤压产品,采用数值模拟对挤压成型过程进行了分析。通过对模具的结构优化,包括调整分流孔面积、各分流孔与挤压筒的中心距离、改变宽展角度,复杂断面空心型材分流模各分流孔及焊合面的金属流速获得合理匹配;通过数值仿真,全面获得了金属流动变形规律,预测了产品成形质量,有助于优化模具结构和挤压工艺。     

长悬臂类空心铝型材挤压过程数值模拟及模具结构优化

以典型的长悬臂类空心铝型材为例,采用CAE软件模拟其挤压过程。分析挤压稳定阶段下的分流孔入口、出口和型材出口截面金属流速分布差异,对分流孔、焊合室设计和模孔工作带高度分布进行改进,最终使型材出口截面金属流速差从101.57 mm·s-1大幅度降至14.50 mm·s-1,有效消除了初始方案中模具结构设计的不合理部分,有利于获得高精度的型材外观尺寸,为下一步优化工艺参数创造良好条件。通过分析挤出型材料头的变形情况发现数值模拟结果与生产试模结果大体吻合,从而证明了分析CAE软件仿真结果提出的2次优化方案可为该类铝型材挤压模具结构设计提供参考。