基于HyperXtrude的ZK60镁合金型材挤压成形数值模拟和实验验证

应用Hyper Xtrude软件对ZK60镁合金空心型材的挤压成形过程进行了有限元数值模拟研究,分别得到了型材在稳态挤压下的温度场、速度场、应变场和位移场,分析了金属流动情况、焊合室入口和出口处的压力。通过不同挤压速度下的稳态模拟分析,确定了合适的型材挤压速度为10 mm·s-1。在挤压温度为350℃和挤压速度为10 mm·s-1条件下进行实验验证,得到了形状外观均合格的产品。对比分析发现,模拟结果与实验结果的型材断面宏观组织形貌具有一致性,证明了应用Hyper Xtrude软件可以有效预测镁合金型材成形过程中的金属流动和焊合情况。     

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。     

锭脚空心正挤压成形过程的数值模拟

对锭脚空心件正挤压成形过程进行了三维数值模拟,通过分析金属单元网格的变化、速度场及等效应力场的分布情况,研究了金属流动及变形规律.并对挤压力的模拟结果和图算法以及经验公式计算结果相比较,验证了计算机数值模拟的可靠性,为锭脚挤压工艺优化和模具设计提供了参考依据.     

大宽厚比大尺寸空心铝型材的模具优化设计

大宽厚比大尺寸空心铝型材模具结构复杂,针对传统单纯依赖设计者的经验的模具设计方法周期长成本高的问题,提出采用任意拉格朗日欧拉算法的HyperXtrude软件对一种大宽厚比大尺寸空心铝型材初始模具的挤压过程进行了数值模拟,通过型材模具出口速度场和变形场的分析,提出了采用调整导流孔、增设阻流坎、开设引流槽的方法对金属的流动情况进行粗调,然后通过调整工作带长度的方法对金属流速进行细调的模具优化方法,使金属在模具内的流动更加均匀顺畅,型材的截面出口速度更加均匀,变形量显著减小。对比了模具优化前后的型材出口的温度场和应力场,发现优化后型材出口温度和应力有所减小,且分布更加均匀。按照仿真模具和工艺参数在90 MN挤压机上进行验证,结果基本和仿真效果一致,型材的质量符合要求。     

防撞梁用空心铝型材挤压模设计及结构改进

以防撞梁空心铝型材为研究对象,根据相关设计标准设计挤压模,利用数值模拟技术获得连续挤压过程中金属流动速度分布情况以及型材截面新旧坯料的变化过程,计算型材横向焊缝的长度,根据模拟结果,针对金属流动速度的不合理性,对分流桥、焊合室以及工作带等结构进行改进。改进后,型材出口处金属流速均匀,横向焊缝长度降低,试模试验与数值模拟结果吻合,为模具结构的设计和改进提供了指导。     

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。     

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。     

空心管坯挤制铝型材的数值模拟和实验分析

提出空心管坯挤压型材的方法,设计了满足空心管坯生产要求的新型挤压杆。在此基础上应用HyperXtrude有限元软件,分别对实心棒料和空心管坯挤制铝合金型材进行了稳态的模拟分析,获得了挤压力、应变场以及型材出口处金属的流速分布情况。通过分析比较后发现:采用空心管坯挤制铝合金型材时,金属流动平缓,模具前端无死区形成,型材出口处金属流速更为均匀,速度均方差值减小了87.85%,挤压力降低了42.13%,模拟结果与实验结果基本吻合。     

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。     

有限体积数值模拟技术在宽展挤压模具设计中的运用

介绍了有限体积数值模拟技术,在MSC.Superforge商业应用软件平台上,对某公司铝型材产品FDAWDD7的挤压变形进行了过程模拟,通过工业试验证明,金属流出速度的模拟结果与实际情况比较相符,利用这种技术指导一般的非空心型材挤压模具设计在生产上是可行的。     

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。     

Mathematical model of determination of die bearing length in design of aluminum profile extrusion die

Based on the finite element simulation of profile extrusion process, the effect of local extrusion ratio, die bearing area and the distance between extrusion cylindrical center and local die orfice center on mental flow velocity was investigated. The laws of deformed metal flow on profile extrusion process were obtained. The smaller the local extrusion ratio, the faster the metal flow velocity； the smaller the area of die bearing, the faster the metal flow velocity； the smaller the distance of position of local die orifice(the closer the distance of position of local die orifice from extrusion cylindrical axis), the faster the metal flow velocity. The effect of main parameters of die structure on metal flow velocity was integrated and the mathematical model of determination of die bearing length in design of aluminum profile extrusion die was proposed. The calculated results with proposed model were well compared withthe experimental results. The proposed model can be applied to determine die bearing length in design of aluminum profile extrusion die.     

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     

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。     

复杂断面空心型材的双级分流模挤压过程模拟分析

对于非对称断面、大壁厚且空心的复杂断面空心铝型材,采用常规分流模挤压时很难平衡金属流速,型材挤出后经常产生弯曲或扭拧现象。为此,提出了在常规分流模前增加一级分流模,使传统的分流-焊合-成形的3个阶段变为预分流-分流-焊合-成形的4个阶段,进而达到平衡金属流速目的。研究结果表明:双级分流模比常规分流模挤压时金属流动均匀性得到了改善;各孔金属流速平均值为6.41 mm·s-1,方差为0.2511且降低了65%;挤压温度场分布均匀,温差在7~12℃之间范围内,抵消了温差不均匀的影响;焊合室内静水压力平均值约为290 MPa,模芯周围静水压力分布均匀,模芯不易发生移动。     

Non-steady FE analysis on porthole dies extrusion of aluminum harmonica-shaped tube

According to the rigid-viscoplasticity finite element method, the porthole die extrusion process of an aluminum harmonica-shaped tube was successfully simulated based on software Deform-3D. The distribution of stress field, effective strain field, velocity field and temperature field during the extrusion process were discussed and the metal flow in welding extrusion was analyzed. The simulation results show that the material flow velocities in the bearing exit are non-uniform with the originally designed die and the forepart of the profile is not neat or even. Aiming at solving this problem, the modification method of die structure was improved. The result shows that the uniform material flow velocities in the die exit and a perfect extruded are obtained by modification bearing length.     

FE analysis of extrusion defect and optimization of metal flow in porthole die for complex hollow aluminium profile

To solve the defects of bottom concave appearing in the extrusion experiments of complex hollow aluminium profiles, a 3D finite element model for simulating steady-state porthole die extrusion process was established based on HyperXtrude software using Arbitrary Lagrangian–Eulerian (ALE) algorithm. The velocity distribution on the cross-section of the extrudate at the die exit and pressure distribution at different heights in the welding chamber were quantitatively analyzed. To obtain an uniformity of metal flow velocity at the die exit, the porthole die structure was optimized by adding baffle plates. After optimization, maximum displacement in the Y direction at the bottom of profile decreases from 1.1 to 0.15 mm, and the concave defects are remarkably improved. The research method provides an effective guidance for improving extrusion defects and optimizing the metal flow of complex hollow aluminium profiles during porthole die extrusion.     

散热器铝型材挤压的数值模拟

采用基于A-L-E算法的HyperXtrude软件,建立有限元分析模型,对散热器铝合金型材挤压过程进行了稳态流动仿真,获得了型材的位移分布和速度分布图,模拟结果与生产实际吻合较好;针对试模出现的问题,对出口速度分布和应力分布进行分析,提出在下模增加阻流台和修改工作带方案,有效地解决了初始模具设计中速度分布不均的问题;最后针对装配后型材平面度达不到要求这一缺陷,对模具工作带进行调整优化,用优化后的模其生产的型材可以装配使用.