镁合金新型复合挤压的有限元和实验研究

针对镁合金的棒材的工业化制备和加工,提出了一种新型的镁合金复合挤压方法,将正挤压(Extrusion)和剪切(Shear)结合(简称ES),建立了ES挤压的三维有限元热力耦合模型及条件,模拟了ES挤压的流动网格、累积应变演化,设计并制造了适合于卧式挤压机上的ES挤压模具,进行了ES工艺实验。数值模拟结果表明,ES挤压可以显著提高镁合金变形过程的累积应变;试验结果表明,ES挤压可以得到尺寸很小的动态再结晶晶粒,并改善了组织均匀性;理论分析表明,ES挤压过程镁合金具有多级动态再结晶的特性,可以逐步有效的细化微观组织。ES挤压在模具结构、工艺参数合理的条件下可以大大细化镁合金微观组织,并具有工业生产的实用性。     

基于灰色关联度的TA1内螺纹管挤压模具的结构优化

为了得到模具结构参数的最佳匹配,在单目标(入模口圆角半径R,螺纹芯轴齿长度L和工作带高度H)优化的基础上采用灰色关联度分析与主成分分析相结合的方法对模具结构参数进行了多目标优化。得到了最优结构参数组合为：R=0.5 mm、H=3 mm、L=10 mm,将优化后的模具结构导入Deform-3D进行了模拟分析,得到了螺纹管螺旋升角为19.73°,最大成形载荷为1500 kN,模具最大等效应力为1660 MPa。优化结果与极差分析结果一致,证实了优化方法的可行性。采用多目标优化得到的模具参数对模具进行了加工,并采用TA1进行了挤压试验,成功地挤出了质量合格的TA1内螺纹管。     

基于有限元的镁合金连续挤压-剪切极限图及实验验证

ES挤压极限图(挤压速度-温度机制)能够描述挤压剪切工艺参数对棒材质量的影响,并可优选挤压-剪切工艺参数,本文建立了AZ31镁合金的三维有限元热力耦合模型及计算机仿真条件,模拟了不同挤压速度和预热温度下,ES挤压过程的模口的温度演变和挤压力随时间演化规律,通过对模拟结果数据的线性拟合得到一系列的方程,根据这些方程初步建立了挤压比为32.1时的连续挤压剪切极限图。设计并制造了适合于卧式挤压机上的ES挤压剪切模具,通过挤压工艺试验对所得的挤压极限图进行了验证,结果吻合的很好。ES挤压极限图为设计和加工模具,为生产出表面质量合格的镁合金棒材提供了理论和实践依据。     

磁控排气管挤压成形的分析与参数优化

根据挤压成形理论,分析、制定了磁控排气管挤压成形工艺,采用Deform-3D软件对零件的成形过程进行模拟,应用正交模拟试验和回归试验以及工程试验研究相结合的方法,对微波炉磁控排气管金属冷挤压成形规律进行了研究,对工艺参数进行了优化.确定了模具结构参数的优化组合为:凸模内圆角r1=0.8 mm,凸模外圆角r2=0.8mm,凹模内圆角r3=0.2 mm,凹模外圆角r4=0.8mm.工艺参数的优化方案为:坯料直管长度x1=30nm,坯料锥角x2=120°,摩擦因子x3=0.1,挤压速度x4=180 mm·s-1.实现了薄壁空心杯杆件的复合挤压成形.     

ECAP模具优化设计的有限元分析

以304奥氏体不锈钢作为挤压材料,利用有限元法对ECAP(等径角挤压)模具结构进行了优化分析,并就模具拐角圆弧的圆心位置参数X=0,5,10,20 mm时,对挤压后材料所获的等效应变量的大小及均匀性进行了模拟分析.结果发现,在拐角圆弧角度一定时,X=0时材料获得的等效应变值最大,变形均匀性最好.实际挤压实验结果表明,当X=0时,材料内部所受等效应变量的大小及均匀性与模拟结果一致.挤压后试样金相组织出现织构,沿某一方向晶粒明显被拉长,而在其垂直方向明显被挤压变细,在变形区内试样变形均匀.     

铝型材宽展挤压模具参数优化模型

基于MATLAB平台,提出了一种集数值模拟、BP神经网络和遗传算法为一体优化模型,用于型材宽展挤压模具结构参数优化.以FR029铝型材的宽展挤压为例,合理选择宽展模具入口宽度和出口宽度尺寸.通过有限元模拟验证,说明提出的工艺参数优化模型是行之有效和正确的,对指导型材宽展挤压模具优化设计具有重要意义.     

新型铝合金管钳柄挤压铸造模具设计及研究

结合新型铝合金管子钳钳柄的结构特点 ,设计出了生产钳柄零件的挤压铸造模具 ,并对模具的结构参数和挤压铸造工艺参数进行了优化 ,经生产实践验证 ,用该模具生产的制件完全达到了设计要求。     

新型铝合金管钳柄挤压铸造模具设计及研究

结合新型铝合金管子钳钳柄的结构特点,设计出了生产钳柄零件的挤压铸造模具,并对模具的结构参数和挤压铸造工艺参数进行了优化,经生产实践验证,用该模具生产的制件完全达到了设计要求。     

铝合金壁板宽展挤压的数值模拟及参数优化

在铝型材挤压模具的设计中金属流速、挤压载荷、模具应力是需要考虑的重要因素。宽展模具的结构参数（人口宽度、出口长度、宽展模的高度、模孔的尺寸）对以上因素存在显著影响。结合正交试验法,对铝合金壁板的宽展挤压过程进行数值模拟并优化模具的结构参数,为模具的设计提供了参考依据。     

带筋宽幅铝型材挤压模具仿真与优化

针对带筋宽幅铝型材挤压模具,采用HyperXtrude有限元仿真分析方法,通过仿真建模与计算,分析了型材流速、型材变形和模具应力分布情况,并对模具结构参数进行优化设计。结果表明,结构优化后的带筋宽幅铝型材挤压模具符合生产要求。仿真与优化技术的应用极大地缩短了模具开发周期,提高了模具设计水平。     

FGH96合金挤压过程的数值模拟与试验研究

根据刚塑性有限元理论,基于DEFORM-3D软件平台,对FCH96合金不同参数(摩擦因子、模具与坯料之间的热传导系数)下的挤压过程进行了模拟研究.获得了挤压载荷、温度变化、等效应变场以及金属流线等规律,从而为FGH96合金的实际挤压过程提供了参考,为工艺参数的优化提供了基础.研究成果在实际应用中,得到了良好的挤压件.     

7001高强铝合金挤压铸造过程的数值模拟分析

针对轻量化铝合金零件力学性能、质量和精度要求高等问题,建立了铝合金挤压铸造有限元分析模型。对挤压模具在实际工况下的力学性能进行了分析,对其结构进行了优化,分析了不同浇注温度、模具温度、挤压速度及挤压力对铝合金挤压铸造缩松缩孔特性的影响。结果表明,设计的挤压铸造模具满足强度和变形要求,铝合金最佳挤压铸造工艺参数为浇注温度650℃,模具温度200℃,挤压速度0.01m/s,挤压压力50 MPa;优化的模具结构其力学性能及铸造特性更优良。     

基于Deform-3D的异型铝型材挤压模具开裂失效分析与参数优化

对某异型铝型材H13钢挤压模具分流桥早期开裂失效的状况,采用Deform-3D软件分析并进行正交优化试验设计。结果表明,当挤压温度为460℃、挤压速度为30 mm·s-1、摩擦因子为0.6和模具预热温度为450℃时,坯料塑性最差、变形抗力及流动阻力最大,模具主应力超过材料许用应力值导致模具开裂失效。优化挤压温度为500℃、挤压速度为10 mm·s-1、摩擦因子为0.4和模具预热温度为470℃时,模具的最大主应力仅为529 MPa,能够最大可能地避免模具早期的开裂失效。     

AZ80镁合金挤压铸造工艺参数的形态学矩阵优化(英文)

运用形态学矩阵对AZ80镁合金挤压铸造工艺参数进行优化。采用 L9(33)田口方法中的正交列对不同挤压压力、模具预热温度和压力持续时间进行组合。采用一个3水平正交阵列确定信噪比,通过方差分析确定影响力学性能最重要的工艺参数,并利用多变量线性回归分析确定拉伸强度、伸长率和硬度,获得了最佳的挤压铸造工艺参数。     

等通道弯角挤压过程有限元分析与挤压模具优化设计

等通道角挤压(ECAP)工艺可以积累足够的变形量来制备大块超细晶材料.通过对模具转角和模具中心角半径对挤压过程影响的有限元分析,得出了等通道弯曲角挤压过程的变形机理,得到了优化的模具几何尺寸和工艺参数,为等径弯曲角挤压模具设计提供了可靠的理论数据参考.为实现常温下块体金属材料的反复挤出,在不改变挤压件横截面几何形状的基...     

新型镁合金大变形技术的研究与验证

研究了一种正挤压与等通道挤压相结合的新的Extrusion-Shearing(ES)变形方法。应用有限元法对ES变形过程进行了计算机模拟,表明ES技术可以大大提高累积应变和动态再结晶晶粒的体积分数。在Gleeble1500热模拟机上安装ES成形模具,对ES成形挤出的棒料进行微观组织观察,并对热模拟的数据进行处理。结果表明,ES成形可以细化晶粒并提高成形的均匀性。计算机模拟和热模拟实验表明,ES成形是一种新型的镁合金大塑性变形方法,可以有效细化晶粒、提高组织的均匀性     

面向应变均匀性和成形力的等径道角挤压模具结构参数优化

面向等径道角挤压成形应变均匀性和成形力,以3003铝合金为研究对象,采用有限元法分析不同模具外角、内角、内角半径挤压变形的等效应变均匀性和挤压成形力。研究结果表明:外角ψ对等效应变均匀性影响显著,而内角φ主要对挤压成形力影响较大,内角半径r对二者影响不明显。因此采用合理的模具结构参数,既可以提高应变均匀性,又能降低挤压成形力。基于正交试验分析得到了模具结构参数为:ψ=40°,φ=105°,r=1.5 mm,这为研究试样宏观塑性变形与细化晶粒微观组织演变规律、模具结构设计参数提供理论依据。     

基于FEM的INCONEL625难变形合金大型厚壁管挤压极限图研究

基于DEFORM-2D有限元平台,以INCONEL625难变形合金大型厚壁挤压管为研究对象,通过虚拟正交与回归分析,研究了工艺参数坯料预热温度(P)、模具预热温度(M)、挤压速度(V)、摩擦因子(F)、挤压比(λ)和模具几何结构参数凹模半角(β)、凹模圆角(R1,R2)、工作带长度(L)对该过程挤压力峰值和模口管材温度峰值的影响。结果表明,P,F,V,β,λ5个参数对挤压力峰值和模口管材温度峰值的影响较为显著;通过逐步回归法建立了挤压力峰值和模口管材温度峰值与上述5个主要参数之间的回归数学模型,并通过该回归数学模型以额定挤压力200 MN和模具出口管材最高温度1250℃为条件确定了5个主要参数的合理取值范围:F=0.01~0.02;V=100~200 mm/s;P=1000~1250℃;β=35°~50°;λ=4.5~7;在此基础上,建立了多个影响显著参数下的INCONEL625难变形合金大型厚壁管挤压极限图,并阐明了该挤压极限图的制作原理和应用。经验证,该挤压极限图是可行的。     

镁合金扩管挤压过程的有限元数值模拟

利用DEFORM-3D软件对AZ31镁合金扩管挤压成形过程进行了数值模拟,分析了不同温度和不同模具角度对成形挤压力的影响.结果表明,温度越高,挤压力越小;在给定的工艺参数下,得到了最佳模具角度,使得挤压力最小.数值模拟计算出的挤压力可以为挤压设备的选择提供依据.选取合适的挤压温度和最佳模具角度进行了挤压模拟,得到了挤压过程中等效应力场、等效应变场等的变化过程和分布规律,发现内外模具圆角处的应力应变值最大.分析了产生的原因,这能为模具优化提供参考.     

重型汽车推力杆球头精密挤压成形过程数值模拟

重型汽车推力杆球头的精密挤压工艺是一项新工艺,为改善球头挤压成形时的整体质量,利用Deform-3D数值模拟软件,研究模具间隙大小d及模口圆角r对球头变形过程中的流动特性及成形效果的影响,并对两者进行优化。在有限元分析过程中,改变凸凹模间隙大小及模口圆角尺寸,模拟在一定的边界条件(毛坯温度、模具温度、冲头速度)下,模具结构(凸凹模间隙、模口圆角)变化对球头挤压力、成形效果、应力分布及模口处金属流速等因素的影响,并通过物理模拟试验验证。研究结果表明:当凸凹模间隙d=2.5mm,模口圆角尺寸r=6mm时,球头整体质量最佳。