数值仿真法在铝型材挤压成形模具设计与优化中的应用研究（英文）

针对某一截面较大、形状较为复杂的铝合金型材,研究了该铝型材的挤压工艺、并进行了模具设计。基于ALE的有限元软件Hyper Works,建立该铝型材挤压成形有限元数值仿真模型,对挤压过程进行数值仿真研究,从而获得型材挤压过程金属流动规律。根据仿真结果,分析了焊合室各层高度、尺寸形状和模具结构参数对型材挤压速度分布、材料粒子运动轨迹以及应力应变分布等金属流动行为的影响规律,并对模具结构参数进行优化设计。计算结果表明:优化设计后的模具可以使模具出口处金属流动的速度相对比较均匀,减小产品扭曲变形程度,较好地满足该型材截面形状和尺寸精度方面的要求。     

复杂截面空心铝型材挤压过程数值模拟

以某建筑用复杂截面空心铝型材为研究对象,进行连续挤压成形模设计。利用仿真模拟技术获得挤压过程中金属的流动变形情况,根据分析结果,提出了改进工作带及分流孔形状尺寸的方案。模具结构经过改进后,型材出口处金属流速均匀,数值模拟与试模结果吻合,为模具设计提供了理论指导,减少了试模成本。     

长悬臂类空心铝型材挤压过程数值模拟及模具结构优化

以典型的长悬臂类空心铝型材为例,采用CAE软件模拟其挤压过程。分析挤压稳定阶段下的分流孔入口、出口和型材出口截面金属流速分布差异,对分流孔、焊合室设计和模孔工作带高度分布进行改进,最终使型材出口截面金属流速差从101.57 mm·s-1大幅度降至14.50 mm·s-1,有效消除了初始方案中模具结构设计的不合理部分,有利于获得高精度的型材外观尺寸,为下一步优化工艺参数创造良好条件。通过分析挤出型材料头的变形情况发现数值模拟结果与生产试模结果大体吻合,从而证明了分析CAE软件仿真结果提出的2次优化方案可为该类铝型材挤压模具结构设计提供参考。     

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。     

镁合金型材挤压过程数值模拟及模具优化设计

挤压模具设计的合理性对镁合金挤压件的质量具有决定性作用。本文采用有限元软件对某复杂薄壁空心型材的挤压过程进行了模拟,获得了镁合金在变形中的流动分布以及应力应变分布。通过对模具薄弱处的分析,提出了优化分流孔和设置阻流坎的方法以平衡模具内金属的流速。通过验证,优化方法均能解决初始模具中流速不均的问题。     

数值仿真法在铝型材挤压成形模具设计与优化中的应用研究

针对某一截面较大、形状较为复杂的铝合金型材,研究了该铝型材的挤压工艺、并进行了模具设计.基于ALE的有限元软件HyperWorks,建立该铝型材挤压成形有限元数值仿真模型,对挤压过程进行数值仿真研究,从而获得型材挤压过程金属流动规律.根据仿真结果,分析了焊合室各层高度、尺寸形状和模具结构参数对型材挤压速度分布、材料粒子运动轨迹以及应力应变分布等金属流动行为的影晦规律,并对模具结构参数进行优化设计.计算结果表明:优化设计后的模具可以使模具出口处金属流动的速度相对比较均匀,减小产品扭曲变形程度,较好地满足该型材截面形状和尺寸精度方面的要求.     

硬铝合金汽车保险杠型材模具优化设计

以汽车保险杠为例,介绍了用挤压成型方法加工硬铝合金型材时的加工特点,分析了该类型模具报废的主要原因以及应对方案,主要从分流孔的分布、立面结构进行调整,采用了6孔六桥的分布形式,以及欧式蝶形分流孔断面结构。生产实践证明,结构改善后模具上机生产报废率大为降低,单副模具型材产量明显提高,获得较好的经济效益。     

双杆连续挤压铝管模具结构对成形性能的影响

双杆连续挤压铝管是一种高效率的铝管材制造技术,为保证金属流动均匀性,需要加入汇合模具,而汇合模具结构是影响金属成形的重要因素。根据连续挤压技术成形特点,基于HyperXtrude软件建立双杆连续挤压有限元模拟模型。通过对铝管材连续挤压稳态的数值模拟,对比分析不同汇合模具结构方案的金属流动规律。在LLJ350连续挤压机上进行6063铝合金管材挤压实验,对比观察产品的显微组织及力学性能。结果表明,双杆连续挤压中汇合区域的出口直径对金属流动的均匀性有重要影响,当该出口直径小于3个分流孔的外围直径时,模口处的金属流速更加一致,壁厚更加均匀,塑性明显提高。出口直径的变化对产品的晶粒组织和抗拉强度影响不大。     

高强度铝合金汽车防撞梁挤压模的结构设计

对一种高强度7049铝合金的汽车防撞梁型材的断面和材质的特性及其挤压模具设计进行了分析.挤压该铝合金型材的关键是模具结构设计、材料和热处理的选择.模具设计的重要内容是通过合理的模具结构降低挤压力和改善模具的受力状态.提出了一种阶梯式分流和斜面入料的模具结构方式,介绍了这种模具结构的设计过程,包括挤压机能力的选择、分流孔...     

基于HyperXtrude的铝型材挤压模结构优化

利用HyperXtrude软件按照实际生产工艺进行仿真模拟,研究挤压模受力状态,通过球形卸压和拱形沉桥2种结构对方管铝型材挤压模结构进行优化。结果表明:球形卸压结构降低了挤压过程中金属的变形抗力,使金属流动更均匀;而拱形沉桥使模具受力更均匀,使分流桥能承受更大的弯矩,从而改善了模具分流桥危险部分受力情况。模具结构优化后,可提高模具的使用寿命及型材的产量。     

一种一模六孔分流挤压模的设计

介绍了采用一模多孔模生产自行车车圈铝型材的重要性。提出了一种生产自行车车圈铝型材的一模六孔分流挤压模具的结构。对自行车车圈铝型材的产品断面及其成形特性进行了分析。详细叙述了模具结构参数的选择,包括挤压机能力的选择、模具结构的确定、模孔的布置、上模分流孔的设计与布置、下模焊合室结构和工作带的选择、镶嵌式模芯结构以及专用支承垫的结构等。对传统的单孔模和一模六孔模进行了挤压对比,结果表明,一模六孔模具有结构简单和便于加工的特点,能够大大提高生产效率、降低成本,是一种值得推广的模具。     

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。     

空心铝型材挤压过程计算机仿真系统

试开发了一套基于计算机辅助设计和数值模拟的空心铝型材挤压过程计算机仿真系统,它涵盖了模具工艺设计的全过程,可以集成原有的和新建立的工艺设计知识。该系统包括空心型材挤压模具及坯料的参数化几何造型模块,并能分析分流桥的截面形状、分流孔的布置、焊合室的高度、工作带长度和阻流或者助流结构对金属流速分布的影响,模具的弹性变形对工作带有效长度和模孔尺寸的影响。     

AZ31镁合金薄壁管挤压分流孔轴向倾角影响规律的仿真模拟

基于开发的AZ31镁合金薄壁管分流挤压精确、高效的DEFORM 3D有限元模型,模拟揭示分流孔轴向倾角β对挤压力、焊合压力及模口处坯料金属流速均匀性的影响规律,并对β进行优化设计。综合考虑挤压力、材料利用率、焊缝焊合质量、管材尺寸精度及其应用环境等因素,获得该规格AZ31镁合金薄壁管分流挤压模具的合理分流孔轴向倾角取值范围为5°~1°,最优分流孔轴向倾角为β≈5°(即内斜5°)。     

大型散热器铝挤压型材用模的设计

应用扩展模和分流组合模,在一定的设备条件下,挤压出外接圆尺寸较大、断面复杂的各种机电产品用散热器铝型材.通过几个典型型材模具的设计实例,简要描述通过特殊的模具结构形式以控制和调整金属的变形流动速度,从而获得高质量的断面复杂的铝型材制品.     

基于HyperXtrude的空心异型铝型材挤压模具结构优化

以空心异型铝型材为例,用Pro/E软件建立了分流组合模的几何模型。运用拉格朗日-欧拉算法Hyper Xtrude有限元软件对空心异型铝型材挤压成形过程进行了数值模拟,提出空心异型铝材挤压模具优化的三步骤:调整分流孔尺寸、增设阻流坎、优化工作带。它有效解决了初始模具中速度分布不均的问题。最后得出最优方案,可以保证产品的质量更好。     

ALE有限元法在铝型材挤压模具优化设计中的应用

采用了导流板保护结构,短分流桥结构和三级焊合室结构,对一工业用铝合金型材挤压模具进行了设计；运用基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)有限元法的专用模块HyperXtrude,模拟了坯料在模具中的稳态挤压过程,并对成形中型材的挤出速度、模具的形变与应力情况进行了分析,验证了其设计方案的合理性.探讨了模具优化方案.通过调整工作带长度和芯部壁厚,实现了对金属流动的控制,获得了合格的型材产品.     

转角类铝型材挤压模的优化设计

分析了转角铝型材的结构特点,通过实例介绍转角铝型材挤压模关键参数的优化设计。主要介绍降低挤压力的模具结构参数的选择,包括挤压机能力的选择,模具中心的确定,分流孔扩展的方式、分流桥的结构、工艺孔的设计和分流孔入料端面的设计等。     

分流模结构对连续挤压扩展成形的影响

连续挤压扩展成形是一种先进的铜母线制造方法,而分流模结构是影响成形的重要因素。根据连续挤压扩展成形特点,建立了基于DEFORM-3D刚塑性有限元模型,通过对铜母线连续挤压过程的数值模拟,分析了不同分流模结构下的金属流动规律、流速均方差。结果表明,分流模结构为无过渡面梯形时,金属流动速度差最小,流速均方差为3.11,变形最均匀。通过试验研究验证了数值模拟结果,为连续挤压扩展成形模具优化设计提供了重要的理论指导。     

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。