压实轮压下量对宽铜带连续挤压过程的影响

利用DEFORM-3D软件,对宽铜带连续挤压的压实轮压下过程进行数值模拟,获得坯料在不同压下量下的等效应力、等效应变、温度和挤压轮扭矩的分布情况.结果表明:在同一压下量下,坯料的等效应力和等效应变在压实轮压下过程中都逐渐增加;当金属进入到轮槽内并与挡料块接触间,坯料的等效应变保持不变,而等效应力则急剧降低;当金属流人到腔体内时,坯料的等效应变又急剧增加.随着压下量增加,在整个连续挤压过程中坯料的等效应力、等效应变、温度和挤压轮扭矩都增加.通过点的跟踪分析和挤压轮扭矩分析可知,压实轮压下量为6 mm时更适合宽铜带连续挤压.     

基于Deform-3D软件铜扁线连续挤压过程数值模拟

对铜扁线连续挤压的几何模型创建、模拟参数设定、网格划分、步长设定、模拟结果进行研究。结果表明,挤压过程包括压实咬合、填充、镦粗、挤压4个阶段,金属变形剧烈部位主要集中在堵头附近、堵头与挤压轮之间的泄漏处和挤压模定径带附近,同时变形温度较高、等效应变较大;由速度的分布可知,金属在填充阶段流动较快;从挤压轮扭矩图可知,金属在镦粗阶段,当完全填充满模腔及扩展区,挤压轮扭矩值达到最大。     

模具入口角度对铜排连续挤压扩展成形的影响

连续挤压扩展成形是一种先进的铜排制造方法,而模具入口角度是影响产品成形的重要因素。根据连续挤压变形特点,采用刚粘塑性有限元法,应用Deform-3D软件,针对模具的不同入口角度进行连续挤压变形过程的模拟。分析了不同模具入口角度对连续挤压各变形区温度、等效应力、等效应变、速度场以及工模具载荷产生的影响。结果表明,在扩展成形阶段,当模具入口角度为15°时,变形金属等效应力分布均匀,拐角处应力集中小,定径带处金属流动速度的均方差最小仅为0.05,挤压轮扭矩和腔体载荷都比较合理,有利于扩展成形。通过试验验证了模拟结果,为连续挤压模具优化设计提供了重要的理论依据。     

AZ31镁合金连续挤压过程数值模拟

采用连续挤压方法可以实现AZ31镁合金变形,变形条件是决定AZ31镁合金连续挤压成形的关键因素.利用DEFORM3D软件,模拟AZ31镁合金在250型连续挤压机上生产Φ7mm杆的成形过程,建立AZ31镁合金线连续挤压的刚粘塑性有限元模型,分析了连续挤压成形过程不同阶段的温度,等效应力应变变化.研究表明,变形金属的等效应力最高值出现在压实轮下方;温度最高值出现在型腔内;等效应变最大值出现在模具入口处.模拟结果对生产中制定合适的工艺和工模具的设计起到指导作用.     

内螺纹复合振动挤压成形过程数值模拟

利用DEFORM-3D软件建立内螺纹复合振动挤压有限元模型,对其成形过程进行数值模拟。通过仿真模拟,得到振动挤压内螺纹的牙形,再现了复合内螺纹振动挤压三维成形过程。同时,可以分析内螺纹成形过程中的等效应力应变和金属流动速度场的分布规律。通过比较振动挤压与普通挤压的扭矩,得出振动挤压的扭矩明显减小。     

6063铝合金单、双杆连续挤压扩展成形的对比

双杆连续挤压是宽厚比大的铝材的一种高效加工方法,文章针对6063铝合金单、双杆连续挤压扩展成形进行有限元数值模拟对比分析,模拟结果表明,双杆挤压较单杆挤压更能合理的分配金属的流动,金属挤压温度、速度和等效应变分布更加均匀,且挤压轮扭矩、挡料块受力均低于单杆挤压,因此在扩展挤压成形方面双杆挤压优于单杆挤压。双杆扩展挤压产生的焊缝呈花瓣形状,焊缝处晶粒尺寸大于基体晶粒尺寸;焊缝的存在对产品的力学性能会产生一定的影响,当拉伸力与焊缝成90°时,焊缝质量对产品力学性能的影响最大。     

挤压轮转速对异型铜管连续挤压影响的数值模拟研究

通过建立异型铜管连续挤压数值模拟模型,采用Deform软件,获得不同挤压轮转速下金属连续挤压成形过程中的温度场、应力场、应变场、金属流动规律以及挤压轮扭距的分布情况。通过对模拟结果及数据进行系统的分析,确定挤压轮转速对金属连续挤压成形过程的影响,为进一步进行异型铜管材连续挤压实验提供基本数据和理论依据。     

H65黄铜连续挤压成形过程的数值模拟

基于MSC.Marc软件平台,实现了对H65黄铜连续挤压成型过程的数值模拟,揭示了金属变形的流动特征,同时模拟分析得到连续挤压过程中应力应变场、速度场和坯料的温度场分布规律,为连续挤压模具设计及工艺参数确定提供理论依据。     

不同温度下AZ31镁合金等通道转角挤压工艺模拟分析

采用Deform-3D有限元软件,在挤压温度为250~400℃条件下,对AZ31镁合金等径角挤压工艺进行了数值模拟,主要分析塑形成型过程中的挤压载荷、等效应力和等效应变的变化规律。结果表明,AZ31镁合金塑形成型过程中挤压载荷分为3个阶段:无明显变形阶段、快速增长阶段和稳定变形阶段。挤压载荷随着挤压温度的增加显著下降,试样的等效应力分布不均,模具转角处等效应力较大,存在应力集中现象,等效应变逐渐增加,在转角剪切区最大。试样经过ECAP变形后,心部等效应变大,从内向外应变呈减小的趋势,试样上部等效应变较大,下部等效应变相对较小,组织均匀性较好。     

挤压轮转速对黄铜棒材连续挤压扩展成形的影响

针对黄铜棒材在连续挤压扩展成形中截面流动不均匀,易造成产品分层,影响产品质量等问题,研究了不同挤压轮转速对黄铜棒材连续挤压扩展成形的影响。模拟分析了不同挤压轮转速时的温度场、速度场和等效应变速率场分布情况,模拟结果表明:在定径带横截面处,随着挤压轮转速的提高,稳态下坯料的温度和等效应变速率最大值逐渐增大,中心与边缘速度差逐渐增大,产品成形不稳定。因此,适当地降低挤压轮转速有利于产品的稳定成形。通过连续挤压实验,验证了分层缺陷的存在,数值模拟结果与实验结果一致,证明了模拟结果的有效性。     

连续挤压前期变形规律的数值模拟

采用DEFORM-3D软件建立连续挤压模型,通过数值模拟分析连续挤压不同变形阶段的变形规律。结果表明,连续挤压变形过程中,坯料在挤压通道内的填充分布不均匀,靠近槽封块一侧填充较满,靠挤压轮一侧填充较差,这种差别在靠近堵头位置处更为明显。坯料流入定径带后不再发生塑性变形,从定径带流出的金属等效应变呈层状分布。     

挤压轮转速对连续挤压铝锶合金成形及组织性能的影响

采用数值模拟与工艺实验相结合,研究了挤压轮转速对铝锶合金连续挤压成形过程和产品组织性能的影响。通过数值模拟分析了不同转速下坯料的温度、速度和等效应变分布情况以及模具的温度分布规律并利用金相观察和拉伸试验分析了不同转速下实际连续挤压产品的组织性能。结果表明,铝锶合金在连续挤压过程中,坯料进入腔体后,温度开始升高,最高温度和最大速度出现在模具出口处;最大等效应变出现在直角弯曲处。当挤压轮转速由4r·min~(-1)增加到7r·min~(-1)时,腔体内的坯料最高温度由460℃升高到514℃,模具出口处的温度由490℃升高到527℃;产品中Al4Sr相形态由块状变成颗粒状,尺寸减小;抗拉强度由98.7MPa上升到106.9MPa,伸长率变化不大,维持在约11%。     

In718合金反挤压成形数值模拟

本文基于粘塑性材料模型,应用有限元模拟技术对In718合金高温下的反挤压成形过程进行了数值模拟。分析了不同挤压工艺的金属流变行为和应力应变分布,得出:在高温条件下,In718合金进行等温反挤压,成形质量较好;摩擦不仅降低反挤压成形范围,并且加剧金属表面裂纹的产生;坯料的等效应力分布较均匀,最大等效应力值出现在凸模工作带端点处;无摩擦、凸模球心夹角=60°、反挤压成形温度T=1000℃时得到的等效应变值比较均匀,产品成形质量相对较好。     

轧辊压下量对铜板带连挤连轧的影响

通过采用DEFORM软件模拟铜板带连挤连轧存在微张力时的成形过程,分析了在不同的轧辊压下量下,板带的温度场、等效应力、挤压轮和轧辊扭矩、腔体在Z轴方向上承受的平均载荷和轧制力分布情况。结果表明,增加轧辊压下量,坯料在挡料块、腔体扩展区、模具出口和轧制变形区的温度下降,坯料在模具出口区的等效应力下降,而在轧制变形区坯料的等效应力值增大,轧辊的平均扭矩和轧制力也增大;当轧辊压下量为4mm和6mm时,挤压轮的最大扭矩和腔体在Z轴方向上承受的平均载荷小于轧辊压下量为2mm和8mm时。连续挤压挤出板带尺寸为120mm×10mm,轧辊的压下量为4mm~6mm时,更适合铜板带的连挤连轧。通过试验验证了数值模拟结果的可靠性。     

铜连续挤压扩展成形温度场的分析

文章通过有限元数值模拟分析了铜连续挤压扩展成形中温度场的分布规律。连续挤压扩展成形过程中温升主要集中在变形和摩擦剧烈的区域。整个扩展挤压过程中最高温度出现在直角弯曲区靠近挡料块的附近,可达到700℃以上。从变形和摩擦的角度分析了坯料在挤压轮径向的温度分布的特点。从变形和传热的角度分析了金属在扩展挤压区宽度和厚度方向温度分布特点,以及温度对产品成形性的影响,并进行了现场温度测试,用热电偶采集腔体密封面和扩展腔的温度,实验结果与模拟结果吻合,为铜连续挤压扩展成形性的研究提供了依据。     

AZ31镁合金电池筒反挤压成形模拟与试验验证

用有限元模拟软件Deform-3D对5号AZ31镁合金电池筒反挤压成形过程进行仿真模拟,完成了模具的设计,分析了挤压坯料温度与挤压速度对反挤压成形过程的影响,探讨了电池筒损伤极值、等效应变极值、等效应力极值以及模具温度场中最高温度的变化。结果表明,在相同挤压速度下(145 mm/s),随着挤压坯料温度的升高,电池筒的损伤极值不断增大,等效应变极值先下降后上升,等效应力极值不断下降,模具温度场中最高温度不断升高,并在60℃的挤压坯料温度下,损伤极值最低。在相同挤压温度下,随着冲模挤压速度的升高,损伤极值先增大后减小,等效应变极值不断降低,等效应力极值不断增大,最高温度不断增大,在145 mm/s的挤压速度下,损伤极值最小值。选取不同挤压坯料温度与挤压速度进行正交试验,获得最优的工艺参数,并以此参数进行反挤压试验,获得组织较均匀的5号AZ31镁合金电池筒。     

内螺纹冷挤压成形过程数值模拟

基于DEFORM-3D建立内螺纹冷挤压有限元模型,对其成形过程进行数值模拟。得到内螺纹冷挤压螺纹牙型,真实再现了内螺纹冷挤压三维成形过程;分析了内螺纹冷挤压成形过程中的等效应力应变及金属流动速度场的分布规律,说明了内螺纹冷挤压的成形机理;通过数值模拟得到了成形过程的挤压温度和挤压扭矩曲线,并进行了试验验证。     

硼酸镁晶须增强镁基复合材料挤压过程数值模拟

对不同挤压工艺下Mg2B2O5w/AZ63B棒材的热挤压过程进行了有限元模拟,分析了热挤压过程中挤压温度(250、300、350℃)、挤压速度(1、4mm/s)和挤压比(6.25、14.00、20.25)对Mg2B2O5w/AZ63B复合材料挤压过程中等效应力的影响。模拟结果表明,温度对等效应力的影响最为显著,当挤压温度由250℃升至350℃时,合金的最大等效应力由185MPa降低到138MPa;当温度与挤压比恒定时,挤压速度从1mm/s增大到4mm/s时,最大等效应力值从184MPa降低到167 MPa;随着挤压比的增大,坯料在挤压筒内的等效应力逐渐增大,挤压坯料在挤压模具锥角处受到强烈的挤压变形和剪切变形,晶粒得到细化,使得等效应力的分布更加均匀。     

铜扁线连续挤压过程温度场的数值模拟

采用刚-粘塑性有限元法,基于Deform-3D软件平台,针对铜扁线连续挤压成形过程,进行了三维有限元数值模拟.通过有限元模拟,获得了不同挤压轮转速下铜扁线连续挤压成形过程温度场分布.结果表明,在连续挤压过程中,由于摩擦和变形功的作用,变形体温度逐渐升高.温度的升高主要来自于压实轮的压下和镦粗两个阶段,即温度的升高主要来自于变形功.当挤压轮转速达到1.2564 rad·s-1时,模具回火软化而损坏,从而使挤压过程无法进行.因此,在铜扁线连续挤压过程中,挤压轮转速不能超过1.2564 rad·s-1.     

铜连续挤压的有限体积法数值模拟

对铜母线连续挤压过程的几何模型进行简化,基于MSC.Superforge软件平台,对铜母线连续扩展成形过程进行了数值模拟,确定了压下量为铜杆料直径的25%时为压实轮对铜杆压下量的最佳值,分析了铜连续挤压成形过程中坯料在挤压轮沟槽内的温度分布,指出在铜的连续挤压过程中,坯料的温度上升主要源于坯料的塑性变形.结果显示,铜坯料作用在腔体挡料块上的压力高达528～600 MPa,在坯料镦粗段前偶尔会发生折叠回流,这是造成连续挤压产品表面产生较大气泡和冷拔时断线质量缺陷的重要原因之一.为了避免金属流动造成的产品质量缺陷并提高腔体的使用寿命,应对腔体、挤压轮进行优化设计.