Die land optimization of section extrusion by finite element method

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

金属成形有限元模拟四边形网格自动划分方法

对四边形网格自动生成方法进行了研究。将目前网格划分效果较好的铺路法进行了改进，重新设计了网格生成的总体算法，单元由边界向区域内部不再逐层生成，而是逐段或逐个生成，直到网格布满整个区域。本算法还解决了有关的关键技术，其中包括网格交叉处理，边界的光滑处理，网格的整合和光滑等。最后给出了网格划分实例，验证了算法的可靠性和稳定性。     

方形纯铝电瓶壳冷挤压成型工艺与模具设计

对1060铝方壳的冷挤压生产进行了详细的工艺分析与模具设计,针对生产中容易产生偏心、壁厚差较大等问题,利用有限元法进行了成型模拟,揭示了缺陷产生的原因,优化了凸模结构。结果表明:改进后的凸模能有效解决成型零件的质量问题,最终生产出合格的零件。     

基于三维粘弹性罚函数有限元分析的塑料异型材挤出口模设计

以Y形截面异型材挤出为研究对象,采用PTT粘弹本构模型和罚函数有限元法,对塑料熔体在挤出口模内的三维粘弹性等温流动进行了数值模拟。通过分析数值模拟得到的流速分布,修正了挤出口模的初始设计,并依据流率平衡原则来确定成型区各部分的长度。研究还表明:对于异型材挤出口模设计,不能把口模截面视作若干规则形状截面的简单几何组合,必须把其当成一个整体来对待;过渡区不仅影响成型区的流动,而且对稳流区的流动也有不可忽视的影响,设计时应对过渡区给予足够的重视。提出的异型材挤出口模设计方法可以容易地推广到更复杂截面异型材挤出口模设计中。     

Three-dimensional finite element mesh generation from measured data of a stamping die

An efficient approach was proposed to generate a three-dimensional (3D) finite element mesh system from the measured data of a stamping die, and a computer software was also developed based on the proposed approach in the present study. The concept of a checker with regular grids was used as a template to sort the tremendous number of measured data into a regular pattern with fewer data. The Bezier and B-spline surfaces were then adopted to smooth the data to implicitly represent the stamping die surface, followed by a special procedure to construct the mesh from the treated data. In the developed software, the desired numbers of nodes and elements, aspect ratio, the maximum allowable curvature, and the allowable error can be specified to obtain an optimal mesh system from the measured data. The validity of the proposed approach and the developed software was demonstrated by three examples. The developed software will be of help to the designers of stamping dies.     

剪挤成形工艺分析及数值模拟研究

为了研究不同剪挤成形工艺参数对成形零件质量的影响,本文使用Deform 2D有限元软件建立二维轴对称模型,采用Ludwik硬化流动应力模型和能够同时反映空穴损伤发展和空穴形状变化对损伤程度影响的韧性损伤模型,进行剪挤成形弹塑性有限元分析.分析归纳出板厚、凸凹模间隙、凸模半径、压边力和反顶力等工艺参数对剪挤成形质量和成形...     

双孔模型材挤压过程的有限元分析

本文采用大变形弹塑性有限元理论 ,对双孔模型材挤压成形过程进行了有限元分析。模拟了双孔模非对称角铝型材挤压变形过程 ,获得了挤压变形时网格畸变、流速、应力和应变分布 ,展示了型材挤压件变形不均匀细节。并与单孔模型材挤压过程进行了比较 ,发现双孔模[1] 挤压时 ,变形体内存在两个互为相反方向的涡流场 ,它们相互抵消 ,从而可以消除型材挤压过程中产生的扭拧、波浪、弯曲等缺陷。为提高挤压件质量 ,优化设计多孔型材挤压模以及制定合理的工艺 ,提供了理论依据     

宽展挤压模具正交试验研究

宽展模具的结构参数(入口宽度、出口长度、宽展模的高度、工作带的基准长度、模孔的位置)对SDV值(流速均方差值,该值越小,挤压过程越稳定)存在影响,在模具设计中,更重要的是确定这些参数对流速均方差的影响。针对上述问题,本文在数值模拟的基础上,采用正交试验法,对铝型材产品FD-Awdd-7生产中所用的宽展模具进行了研究,在这些模具结构参数中,对挤压流速均方差有显著的影响的参数包括：宽展模的入口长度、模孔位置以及宽展模入口长度与宽展模出口长度的交互作用。     

利用有限元仿真技术优化模具结构

建立起精锻件模具结构优化的数学评估模型,结合有限元仿真技术对不同模具结构参数(凹模入口角、工作带长度、锥形角等)下的金属成形过程进行分析,找出最佳的模具结构参数组合,从而达到实现模具结构优化的目的。最后,本文还以汽车球头销锻件为例,对球头预成形工序锥形角大小的控制进行分析,证实该方法的科学性和有效性。     

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。     

基于PAM-STAMP的汽车地板拉延模模面快速设计及CAE分析

采用PAM-STAMP 2G仿真软件对汽车地板进行了快速模面设计,并对其进行了成形工艺有限元分析.通过模面成形可行性及成形工件的稳定性(回弹)分析,确保模具设计的合理性,从而达到缩短模具开发制造周期、减少调模工作强度、提高模具设计效率的目的.     

基于有限元的塑料异型材挤出模头分流段设计

针对由于模具设计不合理导致流动性能较差的塑料异型材挤出模具,通过有限元软件ANSYS模拟计算,根据流动平衡理论,分析了模头分流段流动平衡方面存在的问题,以流动平衡为原则对其设计加以改进,对比改进前后理论分析结果与模头的实际使用情况,提出了提高挤出模头稳定性的模头分流段流道设计准则。     

方锥形件拉深整形凹模受力变形的数值模拟分析

方锥形件一般通过拉深整形工艺成形，整形压力大，凹模变形也较大，成形零件的精度不容易控制；根据整形凹模的结构特点和它在整形工艺中的受力状态，运用有限元方法对凹模在整形压力下的变形进行计算，分析凹模变形对成形零件精度的影响，并就凹模的设计与加工精度提出合理建议。     

内燃机用保护螺母温挤压成形模具设计及ANSYS分析

研究了DF7C型内燃机车中的气缸螺栓保护螺母的温挤压成形工艺,确定了其成形毛坯、挤压温度、模具预热温度、模具的冷却与润滑方式等.设计了温挤压成形时阶梯轴型凸模和组合式凹模的模具结构,并利用ANSYS软件对其强度进行了有限元分析.结果表明,所设计的气缸螺栓保护螺母的模具结构是合理的,满足生产要求.经实际生产证明,该零件的下料重量由原来自由锻生产的3.85 kg下降为现在的1.3 kg,材料的利用率由原来的22.7%提高到现在的83.6%,每年可节省钢材4t多.这为生产相似零件提供了有益的依据和成功的经验.     

凸凹模受力模型与有限元分析

通过对板料成形时的受力分析,建立了凸凹模在拉深过程中的受力模型,完成了对凸凹模的有限元数值分析,得到了凸凹模的应力和变形分布情况。对板料进行强度、刚度校核,得到了随板料厚度的变化凸凹模孔口所受的压力、凸凹模的最大应力和位移的变化规律。可为模具结构的设计、模具材料的选择提供依据。     

轴承保持架温挤压模具失效分析

相对于传统的加工制造方法，铜合金实体轴承保持架温挤压技术有很多优点，针对温挤压中出现凹模开裂的问题，利用三维绘图软件SolidWorks建立保持架凹模的三维模型，将三维模型导入ANSYS有限元软件进行模拟和分析，发现应力分布不均匀且应力集中现象严重。分析认为应力集中导致疲劳裂纹是凹模开裂的原因。因此提出了两种解决方案：增加凸台壁厚可以降低应力集中，从而避免出现疲劳裂纹；或者改变凹模结构以彻底消除应力集中现象。对两种方案分别进行了数值模拟验证，结果证明是有效的。     

有限元分析在冲压模具设计中的应用

通过建立有限元模型，运用成形缺陷模拟和虚拟修模，解决由于不规则的形状而导致塑性流动的不均匀性所产生的拉裂和起皱，并运用在有限元分析过程中得到的工艺参考参数，如板料应力应变分布、厚度分布、成形力和压边力变化曲线等，缩短冲压模具设计周期。     

基于PID算法和有限元模拟的空心铝型材分流模等温挤压速度曲线设计

利用增量式PID控制算法和有限元模拟相结合的方法,研究复杂空心铝型材的等温挤压过程.以最大挤压力和生产效率确定挤压速度范围.以二次相的较优固溶温度为目标温度,获得实现等温挤压的挤压速度-行程曲线.研究结果表明:在常规等速挤压过程中,随着挤压行程的增加,型材出模口横截面的平均温度先迅速升高后缓慢上升.随着挤压速度的增加,...     

多层套扁挤压筒的热-力耦合有限元分析及结构优化

基于ANSYS软件,采用间接法对多层套扁挤压筒进行了热-力耦合数值模拟,分析了扁挤压筒在内压、预紧力及热载荷作用下的温度场和应力场;通过正交实验法,分析了工作内压、过盈量、衬套数、内孔尺寸、整体尺寸及材料对扁筒中热应力的影响。结果表明:各层套的温度分布不均匀,呈现出由外衬套向内衬套增大的趋势,且外层的温度分布比内层与中层均匀;热应力的存在使扁筒的等效应力更均匀;增大工作内压和过盈量会使扁筒的等效应力和接触应力均增大;选取三层套、合适的内孔和中衬的尺寸以及经济合理的模具材料更有利于提高筒的装配效果和降低其等效应力。模拟分析获得了较为合理的工艺参数,为优化扁筒的结构设计和装配提供了参考依据。     

温挤压模具冷热疲劳早期失效模拟分析与探讨

生产某壳体零件的模具存在严重的冷热疲劳早期失效现象,结合生产实际利用Deform有限元模拟软件对其温挤压过程进行模拟。通过对比模拟分析可得到凸模在工作时不同时刻的温度值,不同模具预热温度和坯料温度下模具的最高温度分布以及急冷急热温度差范围。为了减缓模具的冷热疲劳,模具预热温度最好控制在200～300℃之间,坯料加热温度控制在800℃内。