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UG的铝型材分流组合挤压模CAD系统建模与开发

根据铝型材平面分流挤压模的设计原理和结构特点,利用面向对象的设计思想,在系统分析和设计的基础上,捎肙MT(Object Modeling Technology,对象模型技术)方法,确定了铝型材分流组合挤压模CAD系统的整体构架.利用UG/OPEN API接口和UG/OPEN GRIP语言的功能,建立了铝型材分流组合挤压模CAD系统.实例证明,利用该系统,可以方便地设计出参数化的铝型材分流组合挤压模.     

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。     

空心铝型材分流组合挤压模CAD系统开发

利用面向对象的设计思想,采用对象模型技术(object modeling technology,OMT)方法,确定了铝型材分流组合挤压模CAD系统的整体构架。用UG/OPEN API接口和UG/OPEN GRIP语言的功能,开发了空心铝型材分流组合挤压模CAD系统。实例证明,利用该系统可以方便地设计出参数化的铝型材分流组合挤压模。用有限体积法模拟铝型材挤压过程,分析金属流动、应力的变化,为优化挤压模结构提供依据。     

FEM simulation of aluminum extrusion process in porthole die with pockets

In order to investigate the effects of pockets in the porthole die on the metal flow, temperature at the die bearing exit and the extrusion load were contrasted with the traditional die design without the pockets in the lower die. Two different multi-hole porthole dies with and without pockets in lower die were designed. And the extrusion process was simulated based on the commercial software DEFORM-3D. The simulation results show that the pockets could be used to effectively adjust the metal flow and especially benefit to the metal flow under the legs. In addition, the maximum temperature at the die bearing and the peak extrusion load decrease, which indicates the possibility of increasing the extrusion speed and productivity.     

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。     

铝合金空心型材分流模挤压成形全过程温度场的数值模拟

采用焊合区网格重构技术,解决包括分流与焊合过程的空心型材分流模挤压成形全过程温度场模拟问题,以一种典型大断面铝合金空心型材分流模挤压成形为实例,分析挤压速度和坯料温度对模孔出口处型材最高温度及型材横断面温度分布的影响,提出合理的坯料温度和挤压速度范围。结果表明：挤压速度对模孔出口处型材横断面温度分布不均匀性的影响较大,而坯料温度的影响较小：当挤压速度由0.6 mm/s增大到3.0 mm/s,坯料温度为500℃时,模孔出口处型材横断面上最高与最低温度的差值(最大温差)由28℃增大到60℃;而当挤压速度一定,坯料温度在480~520℃变化时,型材横断面上最大温差的变化不超过3℃。6005A型材的合理挤压条件：坯料温度520℃时,挤压速度范围为0.63~0.93 mm/s;坯料温度500℃时,挤压速度范围为0.87~1.14 mm/s;坯料温度480℃时,挤压速度范围为1.10~1.34 mm/s。     

基于FEM的铝型材分流焊合挤压过程数值模拟

铝型材的分流焊合挤压相对于其它传统的挤压方法,在生产中空型的管类型材时具有非常大的优势.本文基于FEM方法,利用DEORM-3D对薄壁铝合金圆管型材进行了从分流-焊合-挤出成形的全过程模拟.得到了挤压过程中的网格变形图和行程载荷曲线.同时针对分流模变形抗力大的特点,进行了模具的受力变形分析,对挤压过程中模具可能出现的失效进行预测.模具应力分析结果表明,分流孔及其模芯处变形量大,应力集中明显,容易磨损,设计模具时应重点考虑这些部分,以提高模具寿命.其模拟结果为模具设计和工艺参数选择提供理论依据.     

椭圆形类铝型材挤压模优化设计

根据生产实际中存在的问题,以调节挤压型材金属流速和流量为目标,应用有限元模拟技术,对椭圆形铝型材挤压模分流桥部位结构进行了优化,在降低挤压力、提高模具强度、平衡金属流速等方面都取得了显著效果,该方法对铝型材挤压模设计具有重要的指导意义。     

一种半空心铝型材的保护式分流模结构

介绍了一种半空心型材的判定方法,提出了适合于该类型材的一种新的保护式分流模结构,分析了这种结构的设计过程,介绍了有关设计参数的选择方法,主要包括分流孔的布置、模芯结构与分流孔进料方式的确定、壁厚补偿的位置与大小和下模焊合室结构设计与工作带选择。并根据挤压结果,对传统的平面模和新的保护式分流模结构进行了对比。这种新的保护式分流模结构具有结构简单、容易加工的特点。实践表明,采用这种模具结构可显著提高模具强度和寿命,可以达到传统平面模寿命10倍以上,以及明显提高挤压产品的质量,所得型材尺寸精度高、表面光亮,消除了使用平面模结构所产生的壁厚不均匀现象。     

分流组合模的数值分析及优化设计

文章针对实际生产中铝型材热挤压模具的失效问题进行数值模拟。通过模拟结果的分析,找到模具产生裂纹的主要原因是应力集中。对模具的分流比和焊合角进行优化并再次模拟,发现分流模的最大应力大大降低。校核模具优化后的强度,得出了合理的模具结构参数。     

方形管分流模双孔挤压过程中金属的流动行为

采用Deform-3D有限元软件,结合基于逆向工程的焊合面网格修复技术,建立方形管分流模双孔挤压时包括焊合过程在内的全过程的三维有限元数值模拟方法,分析分流孔的配置方案对金属流动行为、挤压力、挤压温度及成形质量的影响。结果表明:中间分流孔与位于两侧分流孔的面积比值Q1/Q2是影响金属流动均匀性、焊缝位置和制品平直度的重要因素,比值Q1/Q2为0.93～1.03时,挤出的方管平直度好;分流孔外接圆直径和挤压筒直径的比值对挤压过程中温升的影响较小,而对挤压力有一定的影响,当该比值为0.82时挤压力最小,该比值超过0.82时挤压力明显增加。     

UBET analysis of process of extruding aluminum alloy ribbed thin-wall pipes through a porthole die

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｋｉｎｄｏｆｔｈｉｎ ｗａｌｌｐｉｐｅｗｉｔｈｏｎｅｏｒｓｅｖｅｒａｌｒｉｂｓｏｎｔｈｅｏｕｔｅｒｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｃｅ ,ｓｏ ｃａｌｌｅｄｒｉｂｂｅｄｔｈｉｎ ｗａｌｌｐｉｐｅ,ｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｐｅｔｒｏｌｅｕｍ     

车用铝材分流模挤压过程温度场分析

为了对汽车用铝材分流模挤压过程的温度场分布进行分析,根据刚塑性有限元基本原理,利用数值模拟技术对其进行评估.分析了挤压速度及摩擦因子对坯料截面不同方向(平行及垂直挤压方向)的温度场分布的影响,选取特征点对焊合区域的温度场分布进行研究.对数值模拟结果进行分析可知,当坯料初始温度为450℃,摩擦因子为0.3时,挤压速度由1增至3mm·s-1时,温度最大值与最小值的差值在X方向上由7℃增至8℃、在Y方向上由9℃增加到10℃;通过对温度场的分析发现:具有良好散热条件的挤压筒壁附近的特征点温度出现一定程度的下降,而一些位于内部的特征点热损失很小,而且与坯料间具有不同程度的热交换,因此温度下降幅度小,在某些点上甚至出现了反常升高.     

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。     

多边形铝型材热挤压模三维热力耦合分析与优化设计

以某多边形铝型材热挤压模为研究对象进行三维热力耦合分析,找出了导致热挤压模分流桥产生裂纹的原因,选取热挤压模主要结构参数作为优化对象进行了优化,经过59次迭代计算,获得最优结构参数,节点最大等效力值下降了33.5%。几何参数优化后的模具经生产检验,模具寿命得到了提高,节约了成本。     

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。     

平面分流组合模三维实体造型与有限元分析

以有限元软件ANSYS为工作平台,建立平面分流组合模的三维实体模型,在确定边界条件和工作载荷的基础上,对模具在挤压过程中的温度场和应力场进行了有限元计算。通过对计算结果进行分析,发现在模桥与模芯相接处有较大的应力集中,与出现裂纹的位置相吻合,说明应力集中是模具桥裂的主要原因之一。这一结果与生产实际情况相吻合。     

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。