双杆连续挤压铝管模具结构对成形性能的影响

双杆连续挤压铝管是一种高效率的铝管材制造技术,为保证金属流动均匀性,需要加入汇合模具,而汇合模具结构是影响金属成形的重要因素。根据连续挤压技术成形特点,基于HyperXtrude软件建立双杆连续挤压有限元模拟模型。通过对铝管材连续挤压稳态的数值模拟,对比分析不同汇合模具结构方案的金属流动规律。在LLJ350连续挤压机上进行6063铝合金管材挤压实验,对比观察产品的显微组织及力学性能。结果表明,双杆连续挤压中汇合区域的出口直径对金属流动的均匀性有重要影响,当该出口直径小于3个分流孔的外围直径时,模口处的金属流速更加一致,壁厚更加均匀,塑性明显提高。出口直径的变化对产品的晶粒组织和抗拉强度影响不大。     

空心铝型材蝶形模设计与挤压过程有限元数值模拟研究

针对空心铝型材挤压件,采用传统分流组合模具和蝶形模2种设计方案,分别建立三维设计模型,结合常规等速挤压工艺参数,使用有限元数值分析软件Hyper Xtrude分别对2副模具的型材挤压过程进行有限元数值仿真模拟,同时运用软件的优化设计功能对2副模具的工作带分别进行优化设计。分析、比较铝合金金属在模具型腔内流动变形的形态、压力、速度以及模具结构内部应力、弹性变形等参数。结果表明:采用蝶形模挤压成形空心型材时,金属的流动及变形较传统模具挤压时更均匀,分流桥上端流动死区减小,挤压压力曲线平稳,模具的等效应力分布更均匀,延长了模具的使用寿命,提高了生产效率和合格率、降低了生产成本,提高了经济效益。     

数值仿真法在铝型材挤压成形模具设计与优化中的应用研究（英文）

针对某一截面较大、形状较为复杂的铝合金型材,研究了该铝型材的挤压工艺、并进行了模具设计。基于ALE的有限元软件Hyper Works,建立该铝型材挤压成形有限元数值仿真模型,对挤压过程进行数值仿真研究,从而获得型材挤压过程金属流动规律。根据仿真结果,分析了焊合室各层高度、尺寸形状和模具结构参数对型材挤压速度分布、材料粒子运动轨迹以及应力应变分布等金属流动行为的影响规律,并对模具结构参数进行优化设计。计算结果表明:优化设计后的模具可以使模具出口处金属流动的速度相对比较均匀,减小产品扭曲变形程度,较好地满足该型材截面形状和尺寸精度方面的要求。     

数值仿真法在铝型材挤压成形模具设计与优化中的应用研究

针对某一截面较大、形状较为复杂的铝合金型材,研究了该铝型材的挤压工艺、并进行了模具设计.基于ALE的有限元软件HyperWorks,建立该铝型材挤压成形有限元数值仿真模型,对挤压过程进行数值仿真研究,从而获得型材挤压过程金属流动规律.根据仿真结果,分析了焊合室各层高度、尺寸形状和模具结构参数对型材挤压速度分布、材料粒子运动轨迹以及应力应变分布等金属流动行为的影晦规律,并对模具结构参数进行优化设计.计算结果表明:优化设计后的模具可以使模具出口处金属流动的速度相对比较均匀,减小产品扭曲变形程度,较好地满足该型材截面形状和尺寸精度方面的要求.     

方管铝型材自弯曲挤压工艺

提出一种方管自弯曲挤压新工艺,通过设计倾斜分流桥结构,使金属在型腔内产生不均匀流动,从而直接挤出弯曲方管型材。利用外部网格重构方法,实现金属在型腔内分流焊合过程的模拟分析,得到自弯曲挤压过程金属流动规律、等效应力应变场分布;研究分流桥倾斜角和挤压速度对方管型材自弯曲成形性的影响,并通过挤压实验制备出自弯曲方管。结果表明:自弯曲模具结构可挤出形状规则、曲率一致的弯曲方管件,型材应力应变分布均匀,随分流桥倾斜角或挤压速度的增加,型材曲率半径呈非线性递减,挤压后弯曲方管的上表面、侧面和下表面的晶粒均匀且为等轴晶,晶粒尺寸分别为64.3、61.7和58.3μm。     

异型铜带连续挤压过程的数值模拟研究

利用DEFORM-3D软件对异型铜带的连续挤压扩展成形过程进行三维有限元数值模拟,分析金属的流动规律、速度、应力、应变分布。模拟结果表明,采用常规连续挤压工装模具结构会在产品横截面上产生很大的速度差,中间流速快,两边流速慢。通过对模腔结构的优化设计,使金属流动趋于均匀。在TLJ400连续挤压机上进行了异型铜带的连续挤压工艺试验,试验结果与数值模拟结果吻合良好。     

铝合金挤压成形过程及模具负载的数值模拟

结合MSC.SuperForge和MSC.Marc计算平台,对一款30m×30mm的铝合金方管型材的挤压成形过程和模具的应力负载情况进行了数值模拟研究。对挤压变形过程中金属的应力和应变速率的变化情况进行了对比,发现金属变形时塑性变形较大的位置,对应的等效应力也较大。分析了模具的应力分布情况,对方管型材模具的设计提出了优化方案。证明数值分析手段,能够为模具的设计提供有效的参考依据。     

铝合金热挤压时金属流动控制的研究

铝合金热挤压材的尺寸规格、形状和晶粒结构与加工过程中金属的流动特性紧密相关。对于上述课题曾进行了研究，其结果应用到模具设计和选择挤压条件上。本实验及其分析研究提出了控制金属流动的两种技术。其一，使用销子或滚珠加到压挤筒壁上或模具表面，改变金属死区的形状来控制金属流动。其二，通过控制模具表面的温度来改变金属流动特性。温度控制可用表面由热传导性很低的ＰＳＺ陶瓷制成的ＳＫＤ钢模具来实现。对上述技术的基本     

平面分流组合模挤压过程模拟

应用SOLIDWORKS建立了平面分流组合模的几何模型．利用有限元软件DEFORM-3D成功地进行了挤压工艺过程模拟，获得了载荷与行程曲线以及坯料在挤压过程中的应力、应变场，提供了选择挤压设备的依据，开辟了了解模具结构与金属流动关系的道路。     

扁形钛铜复合棒挤压模具设计与应用

对长宽比较大的扁形截面钛铜复合捧的挤压模具进行了设计研究。通过合理选材,并选择使挤压力最小的模具模腔轮廓曲线和半模角,改变模孔工作带的几何形状与尺寸,选择适当的挤压速度等,优化设计制备出扁形钛铜复合棒专用挤压模具。增加工作带长度可以增大摩擦阻力,使向该处流动的供应体的流动静压力增大,迫使金属向阻力小的方向流动,从而使型材整个断面上金属流量更加均匀。挤压实验结果表明,合理的模具设计对挤压材的挤压过程和挤压制品质量有重要影响,锥形模具更适合于扁形钛铜复合棒的挤压。解决了科研生产实际对大的长宽比扁型钛铜复合棒的需求。     

多孔模焊合室结构对型材挤压成形过程的影响

以矩形型材为例,采用有限元软件HyperXtrude对不同焊合室结构的多孔挤压模在稳定挤压过程中的速度场、温度场和应力场进行了数值模拟分析。结果表明,增加焊合室级数可以有效地改善金属流动均匀性、提高型材焊缝质量、降低下模应力和变形量。为了进一步研究焊合室高度对金属流动均匀性的影响,当下模带有三级焊合结构时,通过分别改变各级焊合深度发现:各级深度相同时金属流动最为均匀,前进型模具次之,后退型模具最差。     

挤压轮转速对铜棒材连续挤压速度差及组织的影响

利用TLJ400连续挤压机,通过数值模拟和实验研究,研究了挤压轮转速对连续挤压铜棒材周向扩展成形过程中的流动速度差及产品微观组织的影响。模拟结果表明:连续挤压过程中同一横截面上金属流动速度差最大的位置在直角变形区;随着挤压轮转速的增加,从镦粗区开始流动速度差逐渐增大,直角变形区的速度变化最明显;当转速为2和10 r·min~(-1)时,在直角变形区同一截面上速度差分别为15和140 mm·s~(-1)。进入腔体后挤压轮转速对速度差影响不明显。实验研究结果表明:对于传统工装模具结构,直角变形区下边缘的流动速度差引起剧烈剪切变形从而产生分层缺陷。当挤压轮转速达到8和10 r·min~(-1)时,产品下边缘发生开裂。     

6063铝合金型材阳极氧化白线缺陷的成因

采用光谱仪、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪,对6063铝合金挤压材阳极氧化白线缺陷的化学成分和微观形貌进行观察和分析,探讨了白线缺陷的产生原因。结果表明:白线缺陷是由多个不连续的块状的亮斑和黑斑呈线状分布而成的,亮斑为挤压材表面的凸起毛刺,黑斑为挤压材表面毛刺脱落所致。白线缺陷下面的挤压材内部有硬质颗粒和挤压筒内夹杂物。白线缺陷的产生原因可归结为,硬质颗粒和夹杂物附在挤压模具的工作带随着挤压材向前流动发生粘结-撕裂-再粘结-再撕裂的反复过程,导致挤压材表面产生毛刺,毛刺经阳极氧化后在挤压材表面形成白线缺陷。     

基于HyperXtrude的镁型材挤压数值模拟与模具优化研究

用Gleeble-3500热模拟机对AZ31镁合金进行了热压缩实验,得到材料应力—应变曲线,根据Arrhenius模型计算其本构方程。以HyperXtrude有限元分析软件为研究平台,数值模拟了实心镁型材挤压成形过程;以型材出口处截面金属流动速度为目标建立了目标函数,优化镁型材挤压模具工作带长度,最终获得了较高质量型材。     

AZ31镁合金板等应变速率挤压研究

本文设计了等应变速率模具,将等应变速率挤压技术应用于AZ31镁合金板材挤压。采用有限元软件对等应变速率挤压和传统挤压分别进行模拟仿真。对比研究了镁合金挤压过程中,分别使用等应变速率模具和传统模具时,金属流动速度场、等效应变场、模具出口温度场、平均应力场等坯料主要场变量的变化规律。研究结果表明：在本文设定的具体工况下,使用等应变速率模具挤压使金属流动速度场、等效应变场、模具出口温度场和应力场分布的均匀性分别提高了13.5%,43.2%,7.6%和13.4%。两种模具的出口处板材的等效应变均是从中心向边缘逐渐增加,温度场均呈现中心部分基本保持稳定,靠近板材边缘部分逐渐降低趋势,且等应变速率模具出口处板材温增小于传统模具。等应变速率模具减小了模具出口附近板材拉应力出现的范围,且在模具出口处等应变速率挤压板材的平均压应力大于传统挤压。     

ALE有限元法在铝型材挤压模具优化设计中的应用

采用了导流板保护结构,短分流桥结构和三级焊合室结构,对一工业用铝合金型材挤压模具进行了设计；运用基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元法的专用模块HyperXtrude,模拟了坯料在模具中的稳态挤压过程,并对成形中型材的挤出速度、模具的形变与应力情况进行了分析,验证了其设计方案的合理性.探讨了模具优化方案.通过调整工作带长度和芯部壁厚,实现了对金属流动的控制,获得了合格的型材产品.     

轴向振动辅助冷挤压花键套成形力分析

对有无振动辅助的轴向冷挤压花键套过程进行有限元模拟,分析对比了两者的金属流动规律和成形力变化。发现施加振动辅助后冷挤压花键套最大成形力降低了10%左右,持续时间短且周期变化,减少了花键套成形过程因应力过大而出现的缺陷,且金属流动更好,有利于提高成形件性能。采用正交试验探究了振动幅值、振动频率和挤压速度对挤压成形力的影响规律。结果表明,挤压速度对各个阶段的挤压成形力影响最为显著;在模具齿挤入阶段和坯料齿成形阶段,影响挤压成形力的第2因素是振动幅值,振动频率次之;在模具齿退出阶段,影响挤压成形力的第2影响因素则是振动频率,振动幅值次之。     

阻流环及模具结构对大扩展比连续挤压成形的影响

大扩展比连续挤压是制造铜带的一种新技术,阻流环及模具结构是影响扩展成形的重要因素。根据大扩展比连续挤压扩展成形特点,建立基于DEFORM-3D刚塑性有限元模型,通过对铜带连续挤压过程的数值模拟,分析不同阻流环及模具结构下的金属流动规律、流速均方差。实验与数值模拟结果均表明,使用有促流角的圆鼓形阻流环及变定径带模具时,金属流动速度差最小;流速均方差为0.58时,变形最均匀。为连续挤压成形模具优化设计提供了重要的依据。     

两种数值模拟方法在铝合金挤压模具优化设计中的对比

利用MSC.Marc和MSC.SuperForge两种数值模拟软件对铝合金挤压棒材件进行分析对比,有限体积法在工程应用中对大挤压比、形状复杂的型材的挤压成形计算具有较大的优势.针对平面导流模具和分流模具对其在挤压过程中坯料的应力分布和速度场分布进行了详细的比较分析,发现坯料应力的分布与工作带高度的设定、出材的流动是否均衡没有直接的联系.     

用光电扫描云纹法研究轴对称挤压

一、前言挤压是塑性加工的一种重要工艺,主要制品有棒材、管材、带板及各种复杂断面的型材,用途十分广泛。挤压制品的机械性能、各种缺陷的产生与消除、模具寿命、能量消耗等等,均与金属的流动状态、内部应力应变的分布、工具与金属之间接触应力的分布及各种工艺参数相关。本文的目的在于用密栅云纹法实验和塑性理论相结合,模拟、研究挤压过程,为理论分析和生产实践提供科学依据。