铝合金壁板宽展挤压的数值模拟及参数优化

在铝型材挤压模具的设计中金属流速、挤压载荷、模具应力是需要考虑的重要因素。宽展模具的结构参数（人口宽度、出口长度、宽展模的高度、模孔的尺寸）对以上因素存在显著影响。结合正交试验法,对铝合金壁板的宽展挤压过程进行数值模拟并优化模具的结构参数,为模具的设计提供了参考依据。     

平板铝型材宽展挤压模结构改进

针对某企业生产的平板铝型材氧化后有夹渣、组织条痕等缺陷,采用弹塑性有限元理论,对铝型材宽展挤压过程进行了数值模拟。根据模拟结果分析了造成该缺陷的主要原因,并对生产平板铝型材的宽展挤压模的结构进行改进和优化。通过生产验证,挤压出质量合格的平板铝型材,提出的模具改进方案是行之有效的。     

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。     

型材宽展挤压的数值仿真

基于MSCSuperforge软件平台,对宽展挤压中金属材料在模具内的流动进行了数值模拟分析,研究了宽展模参数:模具入口宽度、模具出口宽度、宽展模高度以及工作带基准长度和模孔位置等因素对金属流动的影响,从而为优化模具设计提供了重要的参考依据     

宽展挤压模具正交试验研究

宽展模具的结构参数(入口宽度、出口长度、宽展模的高度、工作带的基准长度、模孔的位置)对SDV值(流速均方差值,该值越小,挤压过程越稳定)存在影响,在模具设计中,更重要的是确定这些参数对流速均方差的影响。针对上述问题,本文在数值模拟的基础上,采用正交试验法,对铝型材产品FD-Awdd-7生产中所用的宽展模具进行了研究,在这些模具结构参数中,对挤压流速均方差有显著的影响的参数包括：宽展模的入口长度、模孔位置以及宽展模入口长度与宽展模出口长度的交互作用。     

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。     

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。     

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。     

铝型材宽展挤压模具参数优化模型

基于MATLAB平台,提出了一种集数值模拟、BP神经网络和遗传算法为一体优化模型,用于型材宽展挤压模具结构参数优化.以FR029铝型材的宽展挤压为例,合理选择宽展模具入口宽度和出口宽度尺寸.通过有限元模拟验证,说明提出的工艺参数优化模型是行之有效和正确的,对指导型材宽展挤压模具优化设计具有重要意义.     

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。     

角铝型材挤压过程的数值模拟

采用大变形弹塑性有限元理论,对角铝型材挤压过程进行了数值模拟,分析了型材挤压过程中各阶段的网络畸变情况,给出了挤压变形时的流速、应变和应力分布,揭示了造成异型型材挤压时出现扭拧、波浪和弯曲等缺陷的重要原因是变形体内存在一个涡流场,模拟结果为正确地设计型材挤压模具和工艺参数的选择提供了可靠依据。     

FEM simulation of aluminium extrusion through two-hole multi-step pocket dies

Multi-hole pocket dies are a type of extrusion tooling setup commonly used across the aluminium extrusion industry for efficient production of solid aluminium profiles. Such dies are designed on the basis of experience and corrected after a number of trial extrusion runs before becoming usable. Computer simulation based on the finite element method (FEM) is in principle capable of predicting metal flow through the dies designed, but it is yet a huge technological challenge to simulate the extrusion process to produce profiles of industrial significance. The present research was attempted to investigate the effect of steps in the die pocket on metal flow to produce two chevron profiles with unequal thicknesses through two-hole dies, by means of 3D FEM simulation of extrusion in the transient state. The results showed that the pocket step could be effectively used to balance metal flow. Extrusion experiments validated the predictions of metal flow, extrudate temperature and the pressure required for extrusion through the pocket dies with three different designs. 3D FEM was demonstrated to be a powerful tool in optimising die design and decreasing the number of trial extrusion runs.     

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。     

铝型材挤压模工作带优化

基于MATLAB平台，将BP神经网络、遗传算法和数值模拟技术应用于铝型材挤压模具参数优化设计。采用三层BP神经网络建立型材挤压模具的数学模型，由正交实验法安排模拟实验组合，采用有限元软件进行挤压过程的数值模拟，并以具有不同工作带尺寸的挤压模具中金属流出模口平面上的Z向质点流速均方差作为模型目标值，将模拟结果作为神经网络的输人样本对训练网络并建立网络知识源，通过遗传算法求得模型的全局优化解；最后通过有限元数值模拟技术验证并比较优化所得工作带与经验法确定的工作带对金属流动均匀性的影响。数值模拟结果表明，本研究对挤压模具工作带的优化是有效的。     

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。     

型材挤压模工作带长度设计计算的数学建模

本文采用有限元方法 ,以型材挤压过程的有限元模拟为基础 ,研究了局部挤压比、挤压带面积和模孔距离对金属流动速度的影响 ,获得了型材挤压过程的变形流动规律。并综合主要模具结构参数对金属流动速度的影响 ,建立了铝型材挤压模模孔工作带设计计算的数学模型。选择实际型材零件按本文推导的公式设计了工作带长度 ,并与实验进行了验证 ,结果表明挤压效果良好。该公式可用于铝型材挤压模工作带长度设计计算     

基于UG的铝型材挤压分流模设计KBE系统

结合铝型材挤压特点,将KBE系统引入型材挤压分流模设计中,在基于知识工程的铝型材挤压分流模智能设计系统框架内,将铝型材挤压分流模设计知识通过UG系统用户界面实现同分流模几何特征构建的搭接。系统是以UG NX为CAD/CAE开发平台,以VC++、UG/API、UG/GRIP等为编程开发语言环境,以工程实际经验及专家知识为分流模设计指导,并综合运用UG多种二次开发手段开发各个功能模块,包含零件管理信息、材料分析、截面特征、挤压工艺参数确定、模具结构设计、模具强度校核以及模具其他尺寸设计。系统的开发是KBE与CAX系统融合的一次有益尝试,对于挤压分流模KBE及计算机辅助设计具有积极的推广作用。     

空心铝型材分流组合挤压模CAD系统开发

利用面向对象的设计思想,采用对象模型技术(object modeling technology,OMT)方法,确定了铝型材分流组合挤压模CAD系统的整体构架。用UG/OPEN API接口和UG/OPEN GRIP语言的功能,开发了空心铝型材分流组合挤压模CAD系统。实例证明,利用该系统可以方便地设计出参数化的铝型材分流组合挤压模。用有限体积法模拟铝型材挤压过程,分析金属流动、应力的变化,为优化挤压模结构提供依据。     

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。     

基于数值模拟的铝型材挤压变形规律的研究(I)

采用有限变形弹塑性有限元方法 ,以型材挤压过程的有限元模拟为基础 ,研究了局部挤压比、挤压带面积和模孔距离对金属流动速度的影响 ,获得了型材挤压过程的一般变形规律。