4032铝合金销轴热挤压成形过程的有限元分析

基于DEFORM-3D有限元分析软件,采用刚黏塑性热力耦合有限元模拟技术,对4032铝合金销轴热挤压成形过程进行了模拟与分析,获得了金属流动、挤压载荷、等效应变以及坯料内部温度等相关场量的变化规律.结果表明:4032铝合金销轴热挤压变形时,坯料心部金属的流动速度大于表层金属;内部变形可分为4个区域,即未变形区、变形区、已变形区和死区;坯料在凹模模口附近变形最为剧烈,挤压载荷急剧增加,等效应变梯度最大,局部温升明显.     

带横向内筋特征构件外强旋压成形机理研究

为了揭示带横向内筋特征构件外强旋成形机理,基于ABAQUS/Explicit平台建立了符合实际的带横向内筋构件外强旋成形三维有限元模型,分析了筋部充填特征及其金属流动规律。结果表明:工件筋部充填沿周向分布均匀,轴向分布较不均匀,其中筋部中区出现明显的表面凹陷,该凹陷是充筋中期轴向拉应力的减薄作用和充筋后期工件非筋部的弯曲靠模作用机制共同造成的;筋部成形前期,金属的径向流动大于轴向流动,筋部成形中、后期,金属的轴向流动大于径向流动。     

铝合金管坯低熔点塑性介质挤胀成形力学特征

为了揭示管坯低熔点塑性介质挤胀成形力学特征,对铝合金管坯低熔点塑性介质挤胀成形工艺过程进行了研究.将低熔点塑性介质作为传力介质填加到管坯的内腔里,两个水平冲头在挤压管坯的同时挤压管坯内的塑性介质,使其在受挤压过程中自行封闭,自行产生高压,在管坯两端轴向挤压力的共同作用下,最终将管坯挤胀成形为空心构件.研究结果表明:低熔点塑性介质挤胀成形时管坯和塑性介质两种材料同时发生塑性变形,管坯的变形流动是塑性介质的内压和冲头轴向挤压共同作用的结果,采用该工艺可以成形各种异型截面的空心构件.     

闭塞模锻成形凸模受力分析

依据能量原理,利用塑性理论的界限法,结合闭塞模锻成形金属流动分析图和闭塞模锻金属变形的位移速度模式,分析了闭塞模锻成形中凸模的受力情况,得到了凸模受力与锥角的关系公式,并对其进行了优化。结果得到凸模最佳锥角为15°。将研究结果应用于轿车等速万向节星形套闭塞模锻凸模设计中,解决了闭塞模锻工艺中凸模断裂问题,对闭塞模锻凸模设计有一定的指导意义。     

杯杆型轴对称复合挤压上限法研究

以运动学许可速度场为基础的上限法是分析非稳态过程问题的有效工具。本文在建立杯杆型轴对称复合挤压运动学许可速度场的基础上,用上限法对复合挤压的早期和晚期阶段的变形进行了分析研究,确定了复合挤压变形不同阶段所需的凸模平均单位压力。研究结果表明,复合挤压正挤部分变形程度的增大,总是使凸模单位压力增大;而反挤部分变形程度增大,则可能使凸模单位压力增大,也可能使之减小。挤压过程中,随凸模逐渐压入变形体,其塑性变形区的大小和形状,不断发生变化。当毛坯剩余厚度小于某值以后,复合挤压发生变形流动模式的转换,即由早期变形流动模式进入晚期变形流动模式,而变形程度的大小是影响变形流动模式转换的主要因素。利用分析得到的复合挤压力上限解的表达式,用电子计算机计算并绘制的复合挤压凸模平均相对单位压力曲线,可用于复合挤压的工艺设计。实验表明,理论分析结果与实测结果较为一致。     

连续挤压带翼内凸筋D型铝管模具研究

介绍了带翼内凸筋Ｄ型管的模具设计,对模具的强度进行了校核,利用了连续挤压过程中金属流动的规律和Ｄ型管的几何特点,合理选取了模芯的结构形式．同时,对Ｄ型管内凸筋成形高度有重要影响的因素进行了分析．     

热挤压碳素钢减压器壳体流动成形分析及模具设计

本文用金属塑性变形滑移线理论,分析了碳素钢氧气(乙炔)减压器壳体热挤压成形情况,找出金属流动的规律,在此基础上合理地制定出该件的生产工艺,设计出热挤压复合模及反挤压模具。     

钢／聚丙烯／钢板拉深中塑料变形的有限元分析

利用弹塑性大变形有限元法模拟钢／聚丙烯／钢复合层板的拉深成形过程，研究了聚丙烯板材内的塑性应变发展过程、等效应力分布和总应变能密度分布，分析了不同变形区域的塑性变形特征，研究结果表明：拉深中复合板的聚丙烯板材分为5个变形区，即凸缘区（Ⅰ），凹模圆角区（Ⅱ），凸模与凹模间隙区（Ⅲ），凸模圆角区（Ⅳ），凸模底部区（Ⅴ）；其中，Ⅴ区是非塑性变形区，Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区沿径向伸长变形，沿周向压为形，沿厚向收缩变形；Ⅳ区沿径向伸长变形，沿厚向收缩变形；Ⅲ区εi值为0.40-0.47，是塑性变形程度最大的区域，且发生了显著的剪切变形；Ⅱ区和Ⅳ区的部分区域也存在明显的剪切变形。     

SiCp／A356铝合金复合材料触变挤压研究

采用有限元软件DEFORM-3D^TM模拟SiCp／A356铝合金复合材料电子封装壳体的成形过程,应用等温压缩实验数据分析材料模型触变成形过程中金属流动速度场和温度场分布,并对可能产生的成形缺陷进行预测。研究发现,一模四件的模型更适合半固态触变成形,缺陷可能出现在最后成形的成形件侧棱两角。     

扭转减振器壳体带轮旋弯成形工艺研究

针对具有特征结构的扭转减振器壳体带轮的整体成形工艺研究,对壳体带轮这类回转体零件的生产与开发具有重要意义。提出一种结合板材旋弯成形工艺和旋轮结构设计,整体成形扭转减振器壳体带轮。通过有限元模拟,建立两道次旋弯成形模型,旋轮沿径向进给过程中,使板坯外缘发生压缩增厚和弯曲聚料后的二次增厚,并采用标记点法分析变形区等效应力和材料流动。结合壳体带轮结构特点,提出一种"旋弯增厚、聚料增厚"旋轮结构设计准则,通过旋轮特征结构有效控制变形区金属流动,由此获得用于成形多楔齿的特定区域。对成形过程中零件瞬时截面的定量分析,结合旋轮结构设计准则和材料流动速率,确定旋轮弧面半径和圆心角。在目标成形工艺参数下,有限元数值模拟和试验结果基本一致,凸筋成形饱满,特征区域增厚到最小厚度值,验证了金属板材旋弯成形理论和旋轮结构设计准则的可行性。     

冷挤压摩擦对金属变形流动和模具受力的影响

采用Deform-3D软件对不同摩擦状况下反挤压金属变形流动的机理进行分析,探讨了不同摩擦状况下,凹模内壁压力分布及其最大值,凹模内壁压力最大值与凸模单位压力的关系。     

典型车用壳体零件温挤压成形工艺数值模拟

采用刚塑性有限元法,借助DEFORM-3D软件对典型车用壳体零件温挤压成形过程中金属的流动情况进行了模拟,以成形栽荷为评价指标,对关键工艺参数进行了分析．结果表明：坯料温度和摩擦因数对载荷影响较大;模具预热温度对载荷影响不显著．基于Archard磨损模型对凹模的磨损情况进行模拟,分析了磨损原因,并提出改善方法,模拟结果将对车用壳体零件的实际挤压生产起到积极的指导作用．     

汽车发电机爪极浮动凹模双向闭式挤压热锻工艺

针对汽车发电机爪极生产时存在成形载荷大、金属流动不均匀、工艺复杂等问题,提出1种浮动凹模双向闭式挤压热锻成形工艺。利用Deform-3D软件对爪极零件成形过程进行数值模拟,分析爪极零件成形过程中的金属流动情况、成形力、合模力等,且进行工艺实验。模拟结果表明:采用浮动凹模双向闭式挤压热锻成形工艺生产汽车发电机爪极,工序简单,且能够改善金属的流动,降低成形力,提高材料利用率。工艺实验证明了采用浮动凹模双向闭式挤压热锻成形工艺生产汽车发电机爪极的可行性。     

塑性体积成形中金属流动及应变分布的测试

针对复杂塑性体积成形过程中金属塑性应变和流线分布难于测定的问题,采用了一种用套环螺纹的测量方法.该方法不用替代材料即可实现对模锻成形过程中三维塑性变形的测量,并可定量分析.利用此方法对轮毂件成形过程中典型截面上四条流线及其轴向应变、径向应变进行了测定,且定量给出了该复杂锻件成形过程中变形及应变分布规律.因此可知,该方法是测试模锻成形过程中金属塑性变形流动较为有效的实验手段,利用其可对镦粗和挤压等一般塑性体积成形过程中的金属流动和应变分布进行预测研究.     

影响板料冲压成形质量因素的有限元分析

板料在冲压成形过程中经常出现起皱、鼓包及拉裂等缺陷。板料成形过程包括了非常复杂的物理现象, 涉及力学中的几何非线性、物理非线性和边界非线性, 很难用解析法研究。利用大型非线性有限元软件ANSYS/LS -DYNA, 对板料拉深过程进行了数值模拟, 分析了成形后可能发生的缺陷, 讨论了冲压速度、摩擦因数及压边力等因素对板料成形质量的影响。结果表明, 凸模和凹模0 交界处的板料首先变形, 应力及应变最大值出现在凸模圆角部位外侧板料上。板料凸缘增厚量最大, 凹模圆角处板料减薄量最大;凸模与板料间摩擦因数越大, 边缘应力越大, 板料凸缘越不易起皱, 而侧壁应力受凸模与板料间摩擦因数的影响较复杂;适当的增加凸模虚拟模拟速度不但可以提高计算效率, 并且能够保证计算精度。     

用有限元多晶体模型预测不同加载方式对板条多点 …

采用有限元多晶体模型对无模多点成形条件下不同加载方式的板条多点弯曲成形过程进行了数值模拟。利用作者开发的ＦＥＰＭ软件系统预测出多点模具成形法和边部向中心成形法两种变形路径下的弯曲成形结果,同时给出了边部向中心成形法变形过程各阶段的等效应力场、等效应变场和平均应力场等,并对不同加载方式下金属的塑性流动规律进行了理论与实验对比。     

用有限元多晶体模型预测不同加载方式对板条多点弯曲成形的影响

采用有限元多晶体模型对无模多点成形条件下不同加载方式的板条多点弯曲成形过程进行了数值模拟。利用作者开发的FEPM软件系统预测出多点模具成形法和边部向中心成形法两种变形路径下的弯曲成形结果 ,同时给出了边部向中心成形法变形过程各阶段的等效应力场、等效应变场和平均应力场等 ,并对不同加载方式下金属的塑性流动规律进行了理论与实验对比。     

基于Deform的外轮成形工艺及结构优化

基于Deform软件对某厂生产的汽车外轮成形工艺进行模拟.针对成形过程中出现坯料充不满、锻件上产生折叠、下模冲头容易开裂等现象,分析了成形过程中的金属流动方向和锻造模具所受应力分布,通过减小应力集中、优化锻模倒角、改进锻造过程中金属流向及工艺参数,有效地避免了冲头开裂、锻件折叠和坯料充不满等问题.实践生产表明,对模具的改进和工艺的优化为产品量产提供了理论基础.     

ZK60镁合金等温成形数值模拟与试验研究

针对ZK60镁合金罩体类零件的结构特点,设计了等温挤压成形工艺及试验模具。采用Deform-3D有限元模拟分析软件,研究了镁合金罩体类零件等温挤压成形过程中变形力及金属流动规律,预测了变形所需挤压力大小及可能产生的缺陷,为优化模具结构和工艺参数提供了理论依据。根据模拟结果进行等温挤压实验,成功挤出形状复杂的镁合金零件,其表面粗糙度与尺寸精度均符合要求。通过对挤出的镁合金零件进行内部显微组织观察,表明其成形性能良好。研究结果为该类镁合金零件等温挤压成形工艺和模具设计提供了科学依据。     

外壁转速对圆环扇形截面流道内流动特性的影响

圆环扇形直流道内的流体在轴向压降及外壁旋转共同作用下形成三维螺旋流动,针对不同外壁转速下的三维螺旋流动进行数值模拟,探究不同轴向雷诺数以及周向雷诺数下外壁转速对流体三维速度分布的影响规律.研究结果表明:在较低的外壁转速下,周向速度关于环扇形流道截面角平分线成对称分布,而径向速度关于角平分线成反对称分布;随着外壁转速的提高,三维速度分量的对称或反对称关系遭到破坏,速度中心的径向及周向位置随外壁转速产生有规律变化;外壁旋转的圆环扇形流道内具有三个涡流区域,其中靠近外圆柱面的主螺旋涡旋转方向与外壁面旋向相同,而靠近内圆柱面上下角点的两个Moffatt涡旋向与外壁面转动方向相反;主螺旋涡在外圆柱面带动下向其旋转方向偏移,而距离主螺旋涡中心较远的Moffatt涡在低压作用下涡流区域随外壁转速的提高而显著增大.