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。     

带拐角大尺寸悬臂空心铝型材挤压数值模拟与模具设计

针对带拐角大尺寸悬臂空心铝型材,建立三维挤压模和数值仿真模拟分析模型,结合常规等速挤压工艺参数,使用Hyper Xtrude有限元数值分析软件对型材挤压过程进行数值仿真模拟,分析铝合金金属在型腔内流动变形的形态、压力、速度以及模具结构内部应力、弹性变形位移等主要物理场量的数值分布情况,依据挤压过程数值仿真模拟结果对模具设计方案进行验证。实践应用效果表明:有限元数值模拟分析方法可以缩短铝型材设计研发生产周期、减少试模次数、提高生产效率和成品率、降低型材挤压生产成本。     

灵活触变挤压A356铝合金的数值模拟

提出了一种新型的三维变截面复杂零件的近净成形方法——灵活触变挤压。运用有限元模拟软件DEFORM-3D对其成形过程进行了数值模拟,得到了成形过程中坯料的流动速度场、等效应变场和挤压杆的压力-行程曲线,分析了坯料在成形过程中的流动规律、应变分布状况和挤压力随挤压行程的变化情况。模拟结果表明,采用灵活触变挤压成形三维变截面复杂零件是可行的。灵活触变挤压与普通挤压相比,在零件成形质量方面具有明显的优势。     

亚热精密成形过程模具磨损的数值模拟研究

采用数值模拟技术分析了亚热挤压成形阶段坯料及模具上的参量变化。基于修正的磨损模型，将其引入到有限元数值模拟软件中，对亚热挤压过程中模具磨损量的变化情况进行了分析，得到了不同变形阶段的瞬时磨损曲线及一次成形结束时的综合磨损曲线。利用研究结果对模具的磨损寿命进行了预测，与实际情况对比，两者吻合较好。     

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。     

亚毫米孔径微通道铝合金管挤压成形的数值模拟

基于DEFORM-3D有限元分析平台,采用网格分步重划分的方法,实现了对微通道管成形非稳态过程的三维数值模拟,获得了成形过程模具中的金属应力和流速分布,以及模具受力情况。利用数值模拟结果,结合压力-时间判据,对焊合质量进行评估,并利用热模拟试验机模拟了挤压成形中相应温度和接触压力下的焊合过程。该文研究可对实际生产微通道管时工艺参数优化和挤压模具设计等问题提供参考。     

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。     

活塞头挤压工艺模具设计与数值模拟优化

分析DFL350型活塞头的成形工艺，设计活塞头的温挤压模具。并以Deform-3D为平台，建立活塞头温挤压成形的三维塑性有限元模型，对其成形过程进行了数值模拟，主要分析温度、摩擦因子、拔模斜度以及型腔结构对成形力和模具充填情况的影响，优化成形工艺和模具结构，得出变形过程中挤压件破坏因子分布图和行程载荷曲线，给出了DFL350型活塞头的温挤压工艺参数的选择、模具设计以及设备选择。     

基于非正交结构网格有限体积法的铝型材挤压过程数值模拟关键技术

文章基于非正交结构网格,建立了大变形铝型材非稳态挤压过程有限体积法数值模拟的数学模型。给出了非正交结构网格上有限体积法的基本控制方程,研究了非正交网格上有限体积法模拟铝型材挤压过程的关键技术。将流体体积法(VOF)应用于三维非正交网格来捕捉材料流动前沿,采用塑性剪切模型施加了摩擦边界,结合本构方程和粘度迭代,开发了铝型材挤压过程数值模拟程序。针对一大挤压比的典型薄壁铝型材挤压过程进行了数值模拟,得出了速度场、等效应力、等效应变速率等。将模拟结果与有限元软件DEFORM-3D的模拟结果进行对比,验证了该文所建立数学模型的可行性和正确性。     

圆柱螺旋齿轮温精密成形的三维热力耦合温度场有限元分析

利用三维造型软件Pro/EngineerWildfire对圆柱螺旋齿轮及其成形模具进行三维建模;采用三维热力耦合有限元数值模拟技术,使用有限元数值模拟软件Deform-3D对圆柱螺旋齿轮的温精密成形过程进行了三维刚粘塑性有限元数值模拟,分析了齿轮在温精密成形过程中温度场的分布情况,得到了齿轮温度场分布的规律,为圆柱螺旋齿轮温精密成形技术在工业生产中的应用提供了有效参考。     

An experimental study on local thickening laws based on multi-plate extrusion

Sheet-bulk metal forming is an important manufacturing process for the production of parts with three-dimensional features on a thick plate using a typical local thickening process. The process of boss extrusion is usually applied to study the filling ability by measuring the boss height. In this paper, multi-plate extrusion process is examined as an alternative to the boss extrusion process. Based on boss extrusion, multi-plate extrusion was demonstrated using three groups of experiments in which parts on the thick plate with a much higher boss were produced from sheet metal via the multi-plate method and tested for strength. A partition of the process into three periods is proposed and demonstrated empirically, during which it is shown that the key period in boss extrusion is an efficient flowing period and that extending the flowing period can aid in boss growth. The law developed may also be applied to other local thickening processes.     

半轴套管热挤压成形数值模拟与实验

根据半轴套管零件的特点,确定了热挤压成形工艺方案,采用DEFORM-3D有限元软件对成形过程进行数值模拟,分析坯料在制坯、正挤压和镦粗法兰3个工序中的应变分布、温度场分布和金属流动规律,得到了凸模载荷-行程曲线图;预测成形过程中缺陷产生的可能性,并分析坯料加热温度、凸模挤压速度、模具预热温度3个主要因素对正挤压成形效果的影响。生产验证了该热挤压工艺的可行性,为半轴套管的实际生产工艺的制定提供了参考依据。     

套筒扳头挤压成形过程的计算机模拟

利用DEFORMTM有限元数值模拟软件对套筒扳手的挤压变形过程进行了模拟分析。基于计算机数值模拟的结果 ,对同一工件采用热、温、冷挤压3种成形工艺进行了比较 ,进而对套筒扳手成形工艺的改进提出了建议。     

超薄尾翼径向挤压和多步挤压成形的数值模拟

利用有限元分析软件Defrom-3D来模拟超薄尾翼挤压过程。通过对整体模具径向挤压、分瓣模具径向挤压、多步合模挤压三种不同模具的充型、等效应力极值-时间曲线图以及凸模的载荷-行程曲线图的比较,在不考虑现实工况效率的情况下,得出了分步挤压为最佳模具方案。     

大型无缝铝管材固定针挤压工艺研究

介绍了几种无缝铝管材挤压工艺,采用理论分析、数值模拟与实验研究相结合的方法,对大型无缝铝管材固定针挤压工艺进行了研究。分析了固定针挤压时穿孔针的受力情况,建立了穿孔针受力的力学计算公式,得出了穿孔油缸系统压力变化公式。采用有限元数值模拟的方法,对无缝铝管材固定针挤压工艺进行了数值模拟,揭示了无缝铝管材挤压过程中穿孔针上拉力与行程曲线的变化规律,据此,提出了实现无缝铝管材固定针挤压工艺的技术路线。研究结果在55 MN油压双动短行程铝挤压机上进行了实验验证。     

冷挤压钢预处理后的球化级别评定

冷挤压钢在挤压前必须进行球化预处理 ,选择合适的球化工艺 ,可以获得良好的球化组织。根据德国的球化标准图谱 ,用面积百分比法评出国产和进口的三种材料在经过球化处理后的球化级别。     

铜管挤压加工工艺能耗及碳排放研究

随着全球能源和资源的严重短缺,产品生产与加工过程中的能耗和资源利用率变得与制造成本、质量控制等同等重要,针对塑性成形工艺的低碳、节能减排等的研究显得非常迫切。以铜管挤压加工为例,重点研究了不同工艺参数条件下铜管冷挤压和热挤压成形过程的能量消耗,并考虑了辅助工艺的能耗及碳排放。综合比较整个加工过程,冷挤压的能耗及碳排放比热挤压小得多。     

Microstructure and mechanical properties of AZ31B magnesium alloy prepared by solid-state recycling process from chips

AZ31B magnesium alloy chips were recycled by three solid-state recycling processes including cold-pressing, hot-pressing followed by hot extrusion and double extrusion. Microstructure and mechanical properties of the recycled specimens and reference specimens were compared. For the recycled specimen by cold-pressing, the grains are refined to a large extent during hot extrusion due to the presence of twins and high density dislocation. The recycled specimens by hot-pressing and double extrusion do not exhibit finer grain than that the recycled specimen by cold-pressing. Consequently, higher ultimate tensile strength of the recycled specimen by hot-pressing and double extrusion is not achieved. For hot pressing process, more compact billet lowers the porosity in recycled material, so elongation to failure of the recycled specimen increases. The recycled specimen fabricated by double extrusion process shows slightly higher elongation than the reference specimen. The second extrusion makes the oxides further crush and distribute more dispersedly, and minimizes porosity, which is responsible for the improved ductility.     

挤压速度和摩擦状态对铝型材挤压过程的影响

挤压速度和摩擦状态是铝型材挤压过程中的重要工艺条件,对挤压产品的质量、挤压力、模具寿命和生产率等具有直接影响。文章以一异型铝型材挤压件为例,采取塑性剪切摩擦模型,使用3种挤压速度和6种摩擦因子的不同组合分别进行挤压过程数值模拟,得到不同参数下模具受力、挤压件温度分布变化及材料流动速度的变化等情况,研究讨论了挤压速度和摩擦状态对铝型材挤压过程的影响规律。研究结果为挤压生产实践提供了一定的理论指导与参考。     

304奥氏体不锈钢在新型挤压模具下的仿真分析

通过运用设计的3种新型等通道转角挤压模具,结合现有关于等通道转角挤压的研究,对304奥氏体不锈钢材料进行三维有限元模拟,研究了挤压过程中的载荷曲线变化、等效应力以及等效应变分布。结果表明,挤压方式的改变不会影响凸模载荷的大小;同时,对比了3种不同挤压方式下模具的等效应力、等效应变后发现,旋转90°工艺的等通道转角挤压模具的等效应力值最小,使其在转角处发生拉毛的概率最小,对模具损伤也最小,并且其等效应变值最大,对试样的细化效果最好。最后,通过采取点跟踪的方式绘制应变点循迹图,更直观地论述了旋转90°工艺的等通道转角挤压模具更具有实用价值,也为今后开发实用型的等通道转角挤压模具的设计提供了理论支撑。