7050铝合金等通道转角挤压的有限元模拟及力学性能

采用有限元技术模拟7050Al合金等温等通道转角挤压过程,得到摩擦系数、挤压速度和挤压转角等挤压参数对7050Al合金变形区的应变分布和挤压载荷的影响规律.结果表明:挤压转角和摩擦系数对材料变形区的应变和挤压载荷的影响较大,挤压转角越小、摩擦系数越大时材料变形区的应变值越大,挤压载荷也越大;挤压速度对材料的应变和挤压载荷的影响很小.对经过挤压的材料进行拉伸实验,结果表明:在挤压初期,材料的抗拉强度随挤压次数的增加而很快增加,此后随挤压次数增加基本达到一恒定值,挤压转角越小材料的强度值增加越大.在单次挤压后,材料的延伸率很快下降,此后随挤压次数增加延伸率有回升的趋势.     

基于有限元法的轮毂成形工艺对比

目的对比某型号轮毂成形的工艺方案。方法对轮毂在不同条件下的成形过程进行了数值模拟和实验研究,分析成形工艺对应力分布、应变分布、金属流动速度场、成形载荷及内部组织的影响。结果坯料在800℃下采用闭式模锻所需成形载荷小,模具结构较简单,内部组织为粒状珠光体,力学性能优于其他2种方案下的内部组织魏氏体。结论闭塞式挤压和闭式模锻成形等效应力、等效应变、金属流动速度场、成形载荷及内部组织各不相同。模拟结果可以指导实际生产中工艺方案的选择。     

管材挤压工艺分析及实验研究

对管材挤压成形进行了工艺分析及实验研究.确定了镁合金、7075铝合金、高温合金等几种材料管材挤压成形工艺参数,分析了管材挤压成形时变形力的变化规律.研究结果表明,管材挤压成形时必须严格控制坯料温度、模具预热温度、润滑方式、挤压速度、挤压比等工艺技术参数.以上工艺参数对挤压力均有不同程度的影响.     

高温合金GH4169管材挤压工艺及组织分析

对高温合金GH4169管材挤压成形进行了工艺研究.确定了GH1140管材挤压成形工艺参数,分析了GH4169管材挤压力能参数变化规律.分析了管材挤压对组织性能的影响.研究结果发现,GH4169管材挤压成形时必须严格控制坯料温度、模具预热温度、润滑方式、挤压速度、挤压比等工艺参数.     

颤振激励条件下的反挤压有限元模拟分析

目的 针对“难成形零件”提出的电液颤振挤压成形技术,理论研究颤振对冷挤压成形的影响规律。方法 通过离散化处理颤振速度,对挤压筒和顶杆分别施加颤振激励,利用DEFORM-3D软件有限元模拟,分析比较不同颤振激励下的行程载荷、摩擦力、速度场和应力应变场。结果 在挤压成形过程中,材料流动规律会由于颤振激励的存在而发生改变,在局部区域,材料流动速度较传统挤压时有较大提高;当颤振最大速度小于挤压速度时,颤振对挤压力、摩擦力、等效应力和等效应变的影响并不显著,当颤振最大速度大于挤压速度时,颤振可降低挤压力与摩擦力,改变等效应力和应变分布,但并不影响最大等效应力值。结论 颤振激励影响材料流动规律,对挤压力、摩擦力和应力应变场的影响存在一个拐点,为电液颤振冷挤压成形技术的推广应用提供了一定理论依据。     

Mg-Nd-Zn-Zr稀土镁合金无缝管材正反挤压过程模拟

目的 研究稀土镁合金无缝管材制备过程,开展模具结构优化和正反挤压过程的有限元研究,为稀土镁合金的无缝管材制备提供技术基础。方法 通过对稀土镁合金无缝管材正反挤压过程进行数值模拟,分析了在正反挤压过程中,反挤压凸模圆角、正挤压挤压角及挤压工艺参数对应变场的影响规律,以降低工艺参数对模具寿命的影响,提高产品成形质量。结果 在无缝管材挤压成形过程中,当凸模圆角半径为10 mm,挤压角为30°时,应变分布更为均匀,所需挤压力最低。随着挤压温度的升高,应变分布越来越均匀,所需挤压力下降,适宜的挤压温度为400 ℃。结论 合理的凸模圆角半径和挤压角可以改善挤压流场、应变分布及降低挤压力。挤压温度对流场影响较小,挤压力随着摩擦因数增加而增加。     

工艺参数对AZ31镁合金往复挤压过程的影响

运用刚黏塑性有限元法对不同工艺参数下的AZ31镁合金往复挤压过程进行了热力耦合数值模拟,研究了不同初始坯料温度、挤压速率和摩擦因数对往复挤压过程中等效应变、等效应力及温度场的影响。结果表明:在往复挤压过程中,挤压速率对等效应变峰值影响不大,随着挤压速率的增大,工件内温度峰值直线上升,温度分布不均匀程度增大,应力峰值先增加后减小;随着初始坯料温度升高,等效应力峰值呈直线趋势减小;摩擦因数对温度峰值的影响很小,随着摩擦因数的增大,等效应变峰值先增大然后趋于平稳,等效应力峰值增大,其增大幅度减小。     

基于数值模拟的 AZ61 镁合金挤压-剪切工艺

目的研究挤压-剪切变形的最优化工艺参数,分析各个工艺参数对AZ61镁合金微观组织和力学性能的影响。方法通过有限元模拟技术,分析了各个工艺参数,包括挤压温度、挤压速度、挤压比对AZ61镁合金成形结果的影响。结果通过对有限元模拟结果的分析和研究,得到AZ61镁合金成形的最佳工艺参数为:挤压温度为400℃;挤压速度为10 mm/s;挤压比越大,再结晶效果越明显,晶粒尺寸越细小。结论优化了挤压温度、挤压速度、挤压比等影响AZ61镁合金成形的因子,得到了符合实际生产的最佳工艺参数。     

缩径挤压工艺及模具设计

根据零件成形特点,分析了成形前的坯料加工工艺,找出了坯料加工与挤压成形的切入点,设计了正挤缩径与反挤成形组合工艺装置,综述了缩径挤压模具的设计要点、模具结构、工作原理及实际应用效果。     

大挤压比薄壁件复合挤压成形工艺过程的数值模拟

采用等温复合挤压工艺成形大挤压比薄壁件,并应用DEFORM对大挤压比薄壁件的复合挤压过程进行有限元数值模拟,分析成形过程中的变形力及金属流动规律.根据模拟得到的应力场、应变场、速度场及加载变化等,也可预测大挤压比薄壁件复合挤压变形时产生的缺陷.     

凸模结构对大截面带筋方筒件挤压力的影响研究

目的 解决大截面铝合金带筋方筒构件在反挤压过程中成形力大的难题,实现在3 000 t压力机下成功制备内孔为665 mm×665 mm的大截面带筋方筒形构件。方法 提出了一种使用新型棱台凸模结构代替平凸模结构的方法,用主应力法得出了棱台凸模结构与平凸模结构的挤压力计算公式,对比分析了2种凸模结构反挤压成形力的大小,并用DEFORM有限元软件模拟分析了不同结构参数下的棱台凸模反挤压过程,最终进行工程试制,验证了反挤压工艺的可行性。结果 通过主应力法得出了方筒形件的变形力计算公式,得出棱台凸模结构反挤压成形力小于平凸模结构反挤压成形力,经模拟分析得出在反挤压过程中棱台凸模结构的最优结构参数为棱台斜角15°、棱台高度40 mm,并在3 000 t压力机上成功制得内孔为665 mm×665 mm的大截面带筋方筒形构件。结论 通过数值模拟分析可知,与采用平凸模结构相比,采用棱台凸模结构时的反挤压成形力降低了约13%,同时减少了挤压变形过程中的金属流动“死区”。经实验验证,在3 000 t压力机上成形了内孔为665 mm×665 mm的大截面带筋方筒形构件,实现了省力挤压。     

连接块温挤压模具强度校核及结构优化

目的解决铝合金连接块温挤压成形过程中出现的模芯开裂和上模载荷过大的问题。方法基于有限元软件Deform-3D进行了三维有限元模拟,研究了连接块成形过程和模芯的受力状态。结果结果表明,局部应力过大是导致模芯开裂的主要原因。通过优化上模结构、增设溢流槽等措施以增大金属流动面积,可以显著降低模芯内腔局部应力和上模载荷。结论采用理论计算验证了2层组合凹模的安全性,有利于提高连接块的成形质量和凹模模芯的使用寿命。     

Mg-3Zn-1Zr合金细径管材的挤压模具设计

基于Mg-3Zn-1Zr合金本构方程运用Defrom-3D软件对多种Mg-3Zn-1Zr合金细径管材的挤压模具参数的配合进行了有限元模拟分析。结果表明:挤压模入口圆角半径一定时,挤压模模角越大,挤压杆的载荷越小,挤压模圆锥段发生紊流现象越严重,挤压死区越大。挤压模入口圆角处的磨损最为严重,当挤压模模角为120°,挤压模入口圆角半径为2 mm时,模具磨损最小,挤压载荷和模具应力也较小。工作带长度超过4 mm时,随着工作带长度的增加,模具磨损深度显著增大,管材与模具易产生黏结,进而产生缺陷和变形不均匀。采用模拟优化的模具挤压出的Mg-3Zn-1Zr合金细径管材表面质量良好、尺寸精度高,说明基于Deform-3D有限元分析能够为实际模具设计与镁合金型材的生产提供可靠参考。     

铝合金双层杯件冷挤压成形工艺模拟研究

针对铝合金双层杯件的结构特点,提出了闭式冷挤压成形工艺方案,并研究了不同坯料形状对成形过程的影响.采用有限元模拟软件对双层杯件成形过程进行了数值模拟,比较分析了不同坯料对变形过程中的金属流动、应变以及载荷曲线等的影响,预测了该双层杯件成形过程中的缺陷及产生原因,得出了最优成形工艺方案,可获得高质量、高精度的锻件,实现近...     

铝合金翼座热塑性挤压成形模拟分析

目的 采用热塑性挤压法进行近净成形,以克服铝合金切削法工序多、加工余量大、材料利用率低的缺点。方法 利用Deform-3D软件对翼座热塑性成形过程进行数值模拟,分析比较了单向挤压、双向挤压过程的特点、成形效果及所需加载载荷大小。结果 在模拟过程中,单向挤压方案与双向挤压方案均出现了挤压缺陷,通过增加压余厚度成功解决了双向挤压方案的挤压缺陷,且双向挤压所需最大载荷要小于单向挤压。结论 双向挤压方案要优于单向挤压方案。对双向挤压方案进行试验试制,获得了健全的铝合金翼座,为零件大批量生产提供了有力支持。     

Cu-Mg合金接触线连续挤压接触应力分布函数的建立

利用Deform 3D软件平台对高速铁路用Cu-Mg合金接触线连续挤压工艺等效应力场、温度场进行了模拟分析,从模拟结果可以得知Cu-Mg合金连续挤压各个区域等效应力场与温度场的分布范围。根据模拟结果和Mises屈服准则及各向同性硬化法则,并结合Cu-Mg合金连续挤压各个分区的形变几何特点,建立了Cu-Mg合金连续挤压工艺各个分区接触应力的分布函数。对所建立的接触应力分布函数进行了模拟计算,并与生产实际检测对比验证,从对比结果可知,所建立的各区域接触应力的分布函数基本符合实际情况。利用所建立的分布函数,分析、归纳并总结了提高Cu-Mg合金接触线连续挤压工艺接触应力的有效措施,为进一步优化设计Cu-Mg合金连续挤压工模具提供了理论依据。     

Finite Element Simulations of Four-holes Indirect Extrusion Processes of Seamless Tube

Finite element simulations are performed to investigate the plastic deformation behavior of Ti-6Al-4V titanium alloy during its indirect extrusion through a four-hole die. The simulations assume the die, mandrel and container to be rigid bodies and ignore the temperature change induced during the extrusion process. Under various extrusion conditions, the present numerical analysis investigates the effective stress and profile of product at the exit. The relative influences of the friction factors, the temperature of billet and the eccentricity of four-hole displacement are systematically examined. The simulations focus specifically on the effects of the friction factor, billet temperature and eccentricity ratio of the four-hole die on the maximum load and effective stress induced within the billet and the taper angle of the extruded tubes. The simulation results provide a useful insight into the optimal processing conditions for the four-hole indirect extrusion of seamless titanium alloy tubes.     

ZK60镁合金型材挤压过程有限元数值模拟

本文运用DEFORM-3D平台对ZK60变形镁合金型材挤压过程进行了数值模拟.分析了变形温度(T=300℃/350℃)、变形速度(V=2、5mm/s)对合金等效应变、等效应力、温度场以及变形载荷的影响规律.结果表明:温度对等效应力影响显著,变形温度从300℃升高到350℃,合金最大等效应力从75MPa降低到55MPa;变形速度对温升影响显著,挤压速度由2mm/s升高到5mm/s,合金最大温升由81℃升高到118℃.确定了ZK60合金在挤压比为25时,适宜的挤压温度为350℃,挤压速度应在5mm/s以下.     

小体积毛坯的过温挤压工艺

目的研究小体积毛坯的温挤压成形工艺。方法介绍了温挤压和冷、热挤压工艺的特点。通过对小体积毛坯进行温挤压工艺试验,发现温挤压工艺的小体积毛坯温度降低较快,较难挤压成形,对模具寿命影响很大。提出过温挤压工艺方案,并对一种典型的小体积毛坯进行了试验。结果采用过温挤压工艺表面质量与温挤压工艺的表面质量没有明显区别。温挤压工艺可以生产出表面高质量的小体积毛坯。结论过温挤压工艺的提出对温挤压技术进行了补充,为小体积毛坯的制造提出了一个可行的工艺方案。