大挤压比铝型材挤压过程的数值模拟

通过采用有限元法与有限体积法相结合,并在有限体积法中进行分步计算的模拟方法,在MSC Super-forge有限元商业软件上成功实现了薄壁大挤压比铝型材挤压过程的数值模拟仿真,获得壁厚t=1.0 mm、挤压比λ=98.27的卷闸门型材挤压过程的材料流动速度场、应力场、应变场、温度场分布图,数值模拟结果与理论分析结果吻合较好。结果表明:采用带导流槽的平模挤压大尺寸、大挤压比型材,可有效分配金属,平衡金属流动速度。     

基于全量理论的金属体积成形多步数值模拟

运用一种基于全量理论的多步有限元方法计算分析了金属体积成形过程.该方法针对刚塑性不可压缩材料,在静力平衡条件下以约束变分原理通过最小化近似塑性势能进行有限元求解.多步模拟在各中间构形的虚拟滑动约束下沿变形路径进行分步迭代计算,考虑了接触和变形历史,能够快速模拟较复杂的体积成形问题.运用该方法对几个典型金属体积成形过程进行了正向一步和多步数值模拟,将计算结果与增量有限元法计算结果进行了比较.结果表明:在计算金属体积成形过程中,基于全量理论的多步有限元模拟能够在大大缩短计算时间的同时获得与增量法计算结果相比偏差小于10%的计算结果.     

型材挤压过程三维弹塑性有限元模拟

阐述了有限变形弹塑性有限元基本原理并给出有限元列式。基于ＡＮＳＹＳ软件平台,对壁板型材挤压过程进行了三维有限元模拟和分析,获得了型材挤压过程的位移场、应变场、应力场。对实际型材挤压中工艺参数选择和模具结构尺寸的修正起到了重要指导作用。     

薄壁铝合金型材FVM数值模拟及模具优化

建立了三维铝型材挤压过程有限体积法(FVM)数学模型,研究了此模型的基本理论和关键技术。采用块结构化的非正交网格划分复杂的计算区域,采用流体体积法(VOF)追踪变形材料的自由表面。根据上述理论编写了铝型材挤压过程有限体积法程序AE-FVM。针对典型的大挤压比薄壁铝型材挤压过程进行了数值模拟并进行工作带优化。将模拟结果与有限元软件Deform-3D及有限体积法软件SuperForge的模拟结果进行对比,验证了所建立数学模型的可行性和正确性。     

大型带筋薄壁圆管铝型材挤压成形数值模拟

以某大型带筋薄壁圆管铝型材为研究对象,建立了大型带筋薄壁圆管铝型材穿孔针挤压成形有限元数值模型.基于数值模拟结果,开展了导流室轮廓和工作带长度优化.研究结果表明,大型带筋薄壁圆管铝型材存在材料流速、断面温度极不均匀的问题,型材筋部的材料流速极快,最高达到了724 mm·s-1,而型材圆弧部分的流速很慢,最低仅为3.07...     

薄壁六边形铝型材挤压成形仿真与试验研究

基于Deform-3D软件模拟六边形空心铝型材挤压成形过程,分析挤压过程中挤压力、静水压力、应力应变的变化情况。静水压力是评价挤压焊合质量的重要参数。通过仿真模拟提出,两股金属流的汇合形成的焊缝接触区域是一个复杂的三维界面。基于HyperXtrude软件分析挤压速度对薄壁型材成形质量的影响。并通过挤压试验证明仿真模拟的可靠性。提出通过调整六边形薄壁型材结构、挤压工艺参数和工作带长度的方法来提高型材成形质量。     

摩托赛车活塞挤压工艺分析及数值模拟

根据活塞的尺寸及结构特点,采用正挤压一次性挤压成形.利用DEFORM-3D三维有限元模拟软件对活塞成形过程进行了模拟,对金属流动情况和充型情况进行了观察,结果表明金属流动顺利,成形效果良好,所以一次性成形薄壁活塞挤压件是可能的,为模具设计和工艺的制定提供合理的参考依据.     

有限体积法模拟铝型材挤压成形过程

研究了有限体积法模拟金属塑性成形的基本理论和关键技术，得到了适用于塑性成形的有限体积控制方程，给出了模拟过程中有限体积网格体系的建立、成形过程中金属流动的跟踪描述和时间增量步长的确定等技术处理方法。然后采用该数值模拟方法，对铝合金门窗型材的挤压成形过程进行了仿真。详细地分析了该零件在挤压成形过程中金属的流动情况，给出了成形各阶段等效应变、温度和速度等物理场量的分布情况以及整个成形过程中模具载荷／行程曲线的变化情况。研究结果证明有限体积法是一种行之有效的铝型材挤压数值模拟方法，它可以为铝型材新产品的开发设计提供理论指导。     

工艺参数对铝型材挤压变形规律的影响

通过引进一个反映金属流速不均衡性的参数———流速均方差 ,有效地控制型材挤压成形时金属流动的不均匀性。采用有限变形弹塑性有限元方法 ,对不同挤压参数 (挤压比、摩擦因子 )下铝型材挤压过程进行了数值模拟研究 ,获得了挤压压力、流速均方差和型材件内部应力应变场随挤压参数变化的规律 ,为铝型材挤压工艺参数优化提供了理论参考。     

镁合金薄壁空心型材挤压壁厚减薄问题的有限元分析及解决方案

对镁合金薄壁空心型材在实际生产过程中出现壁厚减薄的缺陷,采用数值模拟方法进行研究,分析了挤压过程中金属流速和压力分布情况,模拟结果表明,焊合室内压力不均及出模口处沿挤压方向金属流动速度差异,是导致型材壁厚减薄的主要原因,且模拟得到的壁厚值与实际测量值基本吻合。提出了控制型材壁厚的改进方案,对型材挤压模具结构进行改进,即增加焊合室高度和修改分流孔尺寸。其中修改分流孔尺寸的方案能得到壁厚较均匀的型材,是可行的方案。研究结果表明,有限元方法对复杂型材挤压生产中挤压模具和挤压工艺的优化有直接的指导意义。     

大口径铝管平面分流模挤压过程数值模拟

针对大口径铝管平面分流模挤压过程,分别建立了有限元法和有限体积法数值模拟的数学模型,对大口径铝管的平面分流模挤压过程进行了数值模拟,比较了2种模拟方法在大型铝型材挤压过程数值模拟中的优缺点及适用性,得出了有限体积法更适用于大变形挤压过程的结论,同时给出了挤压过程各个阶段的应力、应变的分布情况以及金属的流动规律,为大型铝型材挤压模结构的设计和工艺参数的优化提供了依据。     

铝型材挤压过程有限体积法数值模拟技术研究

采用有限体积法对Euler基本公式进行离散,利用SIMPLE算法,辅以边界条件的施加,建立铝型材稳态挤压过程数值模拟的数学模型,研究铝型材挤压过程有限体积法数值模拟关键技术,并开发了相应的模拟程序。分别以截面形状为圆形、工字形的平模挤压过程为例进行模拟,得到挤压过程的三维稳态速度场、温度场,并根据求出的速度场,得到其等效应变速率场,验证了所建立的铝型材挤压过程有限体积法数学模型的可行性。     

蜂窝铝压缩变形机制及性能的有限元模拟

蜂窝材料是一种结构比较简单的多孔材料，是研究多孔材料的基础。采用有限元法，对7种不同相对密度的蜂窝铝的压缩过程进行了模拟研究，分析蜂窝铝的变形机制、屈服强度、平台应变和能量吸收特性，结果表明，随着相对密度的增加，蜂窝铝的屈服强度和能量吸收能力增大，而平台应变减小，变形带也越难产生。通过压缩过程的应力分布情况图分析蜂窝铝的压缩变形机制；比较了模拟结果和经验结果，验证了经验公式的适用条件。     

基于ABAQUS药芯铝焊丝铝带成型过程的仿真研究

在对显式动力学有限元方法的概念、基本理论和应用范围进行了阐述的基础上,通过ABAQUS有限元仿真软件,在Explict显式动力学模块中,对4047铝药芯焊丝轧制过程中4047铝带成型过程进行了模拟仿真.比较不同铝带速度下铝带成型质量.比较不同质量缩放因子下仿真结果稳定的4047铝合金的成型质量,择优选出成型质量最好、运算速度最快的质量缩放因子.比较不同上下轧辊轴线距离时4047铝合金成型质量,得出了当上下轧辊的距离为4047铝带厚度时其成型质量最佳.     

FEM and FVM compound numerical simulation of aluminum extrusion processes

1　INTRODUCTIONThefiniteelementmethod (FEM )iswidelyusedinthesimulationofmetalforming processessinceitcandescribethedeformationbehaviorsofma terialsindetails ,especiallyforfreesurfacetracking .ButthemeshsystemiseasytobedistortedfrequentlyduringthedeformationprocessduetoLagrangecoor dinatesareadaptedinFEM .Therefore ,therezoninghastobedoneinordertosimulatethelargedeforma tionprocesses .However,therezoningwilldecreasetheprecisionofsimulationresultsandevenleadthesimulationprocesstobetermi…     

7075铝合金电子束焊接温度场数值模拟

针对航空航天业中应用较广的7075铝合金,采用ANSYS有限元软件,按照划分单元、逐次计算并逼近真实值的近似计算方法,对该合金电子束焊接的热过程进行了计算机数值模拟的可行性研究.结果表明,7075铝合金电子束焊接过程中焊接热输入较大,焊缝较窄,熔深大.通过验证,用有限元数值模拟方法得到的焊接及热处理温度场分布规律与实测温度值基本一致.     

Forging preform design with shape complexity control in simulating backward deformation

This paper presents a preform design method which employs an alternative boundary node release criterion in the finite element simulation of backward deformation of forging processes. The method makes use of the shape complexity factor which provides an effective measure of forging difficulty. The objective is to release die contacting nodes in a sequence which will minimize the geometric complexity throughout the backward deformation simulation. This is done by calculating the effect of releasing each of a select group of boundary element nodes at each finite element solution step. The particular detached node which results in the minimum shape complexity factor will be released for the current step. This process continues for each backward step until the last few nodes remain in contact. This design method is demonstrated through the simulated forging of an integrated blade and rotor turbine disk blank. A preform shape developed by this method is compared with an empirically designed preform. Performance parameters for comparison include die fill, flash volume, effective strain variance, frictional power and die load. Comparing the results of the forward simulations indicates improved performance of the preform design using FEM based backward deformation method over that of the empirical design.     

胶接板中兰姆波的传播模式分析与检测信号处理

对兰姆波在铝胶接接头中的传播模式进行了有限元模拟,用二维傅里叶变化的方法识别兰姆波模式,将模拟结果与理论结果进行了对比,通过试验验证有限元模拟的准确性。研究证实,兰姆波在胶接板中的传播有多模式、频散特性,二维傅里叶能有效识别兰姆波模式,有限元模拟结果与理论及试验结果吻合较好。     

二元孔结构对开孔泡沫铝力学性能的影响

采用有限元模拟了不同孔径比和体积比的二元孔径结构对开孔泡沫铝力学性能的影响,并取得了相应参数.用渗流法制备出相应孔参数的泡沫铝,并对其进行压缩试验加以验证.模拟和实验结果均表明,当泡沫铝的孔结构由大、小孔按一定的尺寸比和体积比组成时,泡沫铝的强度和刚度显著提高,孔径尺寸比和体积比分别为0.40～0.45和0.07～0.12是最优的.