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。     

CPU散热片挤压过程的数值模拟及模具优化

采用刚粘塑性有限元法,利用Deform-3D有限元软件实现了铝合金CPU散热片导流模挤压过程的数值模拟。获得了挤压过程中材料的流动规律、挤压力、模具应力以及模具出口处流速的分布。通过数值模拟发现,型材出口流速很不均匀,远离型材中心的散热片齿部流速过慢。通过对导流模结构的调节,使得型材出口流速基本均匀,模具应力降低,提高了模具的使用寿命。模拟结果为导流模优化设计提供了依据。     

太阳能固定框架铝型材挤压模具结构优化设计

采用两种方案设计了某型太阳能型材挤压模具.基于数值模拟软件HyperXtrude对挤压进行了模拟.通过对型材出口位移和模具应力的分析,比较了两种设计方案的可行性并选择较优者.改进后的设计方案,增加二级焊合室,提高了金属流动均匀性和焊合质量,优化的模具能生产出合格的型材.     

TC4钛合金T形薄壁型材挤压模具设计及优化

挤压模具的合理设计在钛合金挤压型材的生产中起着关键作用。使用有限元软件对TC4钛合金T形薄壁型材挤压过程进行了数值模拟。采用单因素法和正交实验法对不同结构参数进行了模拟组合，以出口标准速度场偏差SDV值作为参考依据，研究了入口圆角、模孔位置以及导流槽形状对挤压后金属成形效果的影响，并分析了挤压过程中金属的流动规律。研究结果表明：在挤压工艺条件不变的情况下，调整模具入口圆角和模孔型心与模具圆心的距离，能够获得形状较好的型材；调整导流槽形状可进一步优化模具，使金属流出模孔的速度更均匀。     

基于有限体积法的异形空心型材挤压模具设计

采用有限体积法,对异形空心铝合金型材挤压过程进行数值模拟,得到了挤压过程中材料流动速度场、应力场、应变场、温度场和挤压力的分布规律。以数值模拟结果为依据,针对模具设计存在的问题提出了解决方案,并通过分析得到了模具的最佳设计方案。结果表明：对于薄壁、结构复杂的异型空心型材,挤压模具设计的关键是合理地分配金属流量和平衡金属的流动速度。     

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     

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。     

分流组合模挤压铝合金口琴管的数值模拟

采用刚粘塑性有限元法,在DEFORM-3D有限元商业软件上成功实现了铝合金口琴管分流组合模挤压过程的三维数值模拟,获得了分流组合模挤压过程中材料的流动规律,挤压力、应力场、应变场和温度场的分布,以及模具出口处金属流速的分布情况。通过数值模拟发现,型材出口流速不均匀,造成端面不齐,对此,提出了模具修改方案,通过调节模具工作带的长度,实现了型材挤压出口流速均匀的目的,从而保障了型材的产品质量。模拟结果为模具的优化设计及工艺参数的选取提供了理论参考。     

基于质点逆向追踪的铝合金空心型材横断面温度的不均匀性

采用挤压金属质点逆向追踪方法,分析了铝合金空心型材挤压过程中型材横断面温度分布不均匀性的原因及主要影响因素。结果表明:挤压过程中质点在分流孔内流动时的温度变化对模孔出口处型材横断面温度分布不均匀性的影响较大,而在焊合室内和模孔内流动时,温度变化对模孔出口处型材横断面温度分布不均匀性影响较小;挤压过程中各项热流作用对型材横断面温度分布不均匀性的影响程度由大到小依次为摩擦热、塑性变形热以及金属与工模具间的传热;通过模具结构设计和挤压工艺参数合理化,可使空心型材横断面温度分布的不均匀性得到较大的改善。     

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。     

铝材长方形空心管挤压过程数值模拟与模具结构优化设计

对AA1100铝材长方形空心管的挤压过程使用数值分析软件SuperForge进行数值模拟。在挤压生产中,金属流出工作带时的流速均匀性是得到高质量型材的关键。在挤压生产中通常采用几种方法修改模具,消除流速不均,例如修改分流孔的大小、形状和位置分布,修改工作带长度和焊合室形状尺寸等。本文通过数值模拟发现在长方形空心管挤压的初始模具设计中型材截面流速不均匀,造成端面不平。对此,提出了三种模具修改方案,并分别对其进行了数值模拟,经过分析比较确定了最佳模具设计方案,由此方案可以生产出合格的挤压件。     

建筑门窗用铝合金型材挤压模设计

针对建筑门窗铝合金空心型材进行了平面分流模设计,分析了平面分流模的各结构要素及设计要求,并结合实际生产给出了空心挤压型材模具的详细设计方法、设计要点、设计流程。实践证明,设计的模具结构合理,获得了良好的经济效益。     

锌合金表带链型材挤压模设计与挤压过程数值模拟

通过对单孔挤压模和双孔挤压模挤压过程的数值模拟和实际挤压实验,实现了锌合金表带链型材的挤压成形,用2种不同结构的模具挤压时,相同挤压速度下,型材的温升基本相同,最大挤压力相差不大;随着挤压速度的增大,型材温度升高显著,最大挤压力增大。采用双孔模挤压时,挤压过程更平稳,挤压效率更高。     

基于Polyflow的塑料异型材挤出模头功能块流道的设计

针对塑料异型材挤出模头中几何形状复杂的功能块流道设计依赖于经验,常常造成模头挤出不稳定的现状,应用Polyflow软件,以挤出模头出口截面上各子区域的平均流速相等的设计准则,对功能块流道的合理设计进行了研究,以2种不同类型的功能块为例,给出了数值设计的方法和步骤,获得的功能块流道结构与适用的挤出模头设计基本一致。     

Prediction of welding pressure in the non-steady state porthole die extrusion of Al7003 tubes

This paper describes a numerical analysis of non-steady state porthole die extrusion, which is useful for manufacturing long tubes with a hollow section. Materials divided through several portholes are gathered within a chamber and are then welded under high pressure. This weldability classifies the quality of tube products and is affected by process variables and die shapes. However, porthole die extrusion has been executed based on the experience of experts, due to the complicated die assembly and the complexity of metal flow. To better assist the design of die and to obtain improvement of productivity, non-steady 3D FE simulation for porthole die extrusion is required. Therefore, the objective of this study is to analyze the behavior of metal flow and to determine the welding pressure of hot extrusion products according to various billet temperatures, bearing length, and tube thickness by FE analysis. The results of FE analysis are compared with those of experiments.     

Die land optimization of section extrusion by finite element method

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＩｎｔｈｅｅｘｔｒｕｓｉｏｎｏｆｓｅｃｔｉｏｎｓｗｉｔｈｆｌａｔ ｆａｃｅｄｄｉｅｓ ,ａｓｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｆｒｉｃｔｉｏｎｏｎｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌ/ｔｏｏｌｉｎｔｅｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅｂｉｇｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｉｎｇｅｏｍｅｔｒｙｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｅｘ ｔｒｕｄｅｄｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｂｉｌｌｅｔ ,ｎｏｎ ｕｎｉｆｏｒｍｍｅｔａｌｆｌｏｗｏｃｃｕｒｓｉｎｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｚｏｎｅ .Ｔｈｉｓｍａｙｒｅｓｕｌｔ,ｄｅ ｐｅｎｄｉｎｇｏｎｔｈｅｃｏｍｐｌ…     

Optimum die surface design of general three-dimensional section extrusions by using a surface model with tension parameter

In this paper, an integrated CAD/CAM/CAE method for the optimum die surface design of three-dimensional section extrusions has been proposed. The die surface is represented by a surface model with tension parameter and, therefore, general shapes of products, such as clover, polygonal, T- and L-sections and gear splines which can be designed using only one surface model. Tension parameter is used to obtain the straight line segments when those are required to present the product section. By applying the upper-bound method and the variable metric optimization scheme, the material flow is optimized and a minimum extrusion pressure is obtained. The optimum die surface is subsequently manufactured by using CAD/CAM software and NC machining for making the EDM electrode. Extrusion tests for straight-sided gear splines were performed to obtain the extrusion load and the experimental grid deformation. The theoretical predictions of gear spline extrusion are in close agreement with the experimental results. The numerical results of clover, polygonal, T- and L-shapes are also compared with results available in the literature. The results confirm that better extrusion performance could be obtained with the die surfaces which employed the developed design method. The proposed surface model and the optimum design method can be applied to the die design for general three-dimensional section extrusions.     

高光无痕挤压模具优化设计

针对模具设计不合理和模腔温度不均匀,分析了型材挤压成型及表面质量的缺陷,提出了挤压模具热冷温控装置方案,介绍了高光无痕挤压模具的结构和优化设计。实验证明快速成型模具能有效清除型材表面条纹,提高型材质量和生产效益。     

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。