基于HyperXtrude的挤压工艺参数对模具力学行为的影响北大核心CSCD

以7004铝合金空心型材为研究对象,根据初始设计方案利用三维建模软件UG建立分流组合模的几何模型,运用基于ALE算法的HyperXtrude虚拟试模软件对铝型材挤压成形过程进行数值模拟,分析了挤压模具的力学行为,并通过实验验证了仿真结果的准确性。以挤压速度、棒料加热温度、挤压筒预热温度、模具预热温度为研究对象,探索各挤压工艺参数对模具力学行为的影响,以达到降低模具受力,进而提高模具寿命的目的。结果表明:随着挤压速度的升高、棒料加热温度的降低以及挤压筒预热温度的降低,模具的最大等效应力逐渐升高;模具预热温度对模具的最大等效应力影响较小。最终,在改进后的挤压工艺参数组合下,上模的最大等效应力为998.4 MPa,下模的最大等效应力为582.7 MPa,均低于H13模具钢的屈服强度,通过挤压实验证明了改进后挤压工艺参数的合理性,可为同类型的铝型材挤压成形提供参考。     

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。     

工艺参数对长悬臂结构空心截面型材挤压模强度的影响

针对具有长悬臂结构空心截面铝型材的结构特点,使用HyperXtrude13.0软件对其挤压过程进行数值模拟,采用正交试验分析了挤压速度、棒料预热温度、挤压筒预热温度、模具预热温度、棒料直径等工艺参数对模具应力和变形的影响规律,找到最优工艺参数组合。将最优工艺参数组合应用于实际挤压生产并获得尺寸合格的型材,验证了最优方案的可靠性和使用HyperXtrude13.0模拟仿真的可行性,该模拟结果可为改善同类空心截面铝型材挤压模零件的强度提供指导。     

基于ANSYS的空心铝合金型材挤压过程数值模拟及优化设计研究

在铝型材挤压生产过程中,模具结构参数的设计及工艺参数的选择直接影响铝型材的质量。采用有限元的ANSYS软件对某高速列车车壁复杂薄壁空心型材的挤压过程进行了数值模拟,系统地研究了铝材在模具型腔内的流动规律和变形机理,获得了模具结构参数和工艺参数对挤压成形过程的影响规律。通过分析,提出了增设阻流坎和二级焊合室的优化设计方案。经过对比试验,发现优化后的模具结构有效地解决了初始模具中的速度分布不均的问题,其所生产的铝型材截面上的应力分布和温度分布更加均匀,焊缝质量比用初始模具生产的型材的焊缝质量有明显的改善。     

带拐角大尺寸悬臂空心铝型材挤压数值模拟与模具设计

针对带拐角大尺寸悬臂空心铝型材,建立三维挤压模和数值仿真模拟分析模型,结合常规等速挤压工艺参数,使用Hyper Xtrude有限元数值分析软件对型材挤压过程进行数值仿真模拟,分析铝合金金属在型腔内流动变形的形态、压力、速度以及模具结构内部应力、弹性变形位移等主要物理场量的数值分布情况,依据挤压过程数值仿真模拟结果对模具设计方案进行验证。实践应用效果表明:有限元数值模拟分析方法可以缩短铝型材设计研发生产周期、减少试模次数、提高生产效率和成品率、降低型材挤压生产成本。     

薄壁空心铝型材挤压过程数值模拟分析与模具结构改进

以某薄壁空心铝型材为研究对象,利用塑性成型理论设计挤压工艺和模具结构,运用数值模拟技术对型材的成型过程以及出口速度、温度分布进行模拟分析;根据数值模拟分析结果对模具结构进行改进,最终数值模拟与试模试验吻合,节省了铝型材材料、缩短了模具的设计研发生产周期,减少了试模次数,提高了生产效率和成品率。     

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。     

基于HyperXtrude的铝型材挤压成形的数值模拟研究

基于HyperXtrude挤压有限元软件系统,以多边形空心铝型材为研究对象,对挤压过程中的速度场、变形场、温度场、挤压力、模具应力等物理量随不同的摩擦因子和挤压速度的变化进行了数值模拟研究.结果表明,HyperXtrude有限元软件能够精确地预测挤压过程中多种挤压参数的变化.这能为铝型材挤压模具设计提供重要依据.     

角铝型材挤压过程的数值模拟

采用大变形弹塑性有限元理论,对角铝型材挤压过程进行了数值模拟,分析了型材挤压过程中各阶段的网络畸变情况,给出了挤压变形时的流速、应变和应力分布,揭示了造成异型型材挤压时出现扭拧、波浪和弯曲等缺陷的重要原因是变形体内存在一个涡流场,模拟结果为正确地设计型材挤压模具和工艺参数的选择提供了可靠依据。     

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。     

模具锥角对铝材挤压过程影响规律的研究

铝型材挤压过程是包含复杂综合变形的大体积成形过程,工艺参数和模具几何参数对成形过程具有决定性的影响,仅凭经验进行工艺和模具设计很难一次成功.本文采用有限体积数值模拟方法,针对模具锥角对AA1100铝材挤压过程的影响规律进行研究,采取从30.到90.六种不同的模具半锥角,分析给出了模具锥角对挤压件温度变化、挤压力以及应力应变分布等的影响规律,为铝型材工艺以及模具设计提供参考.从分析结果看,使用有限体积模拟方法,可以避免网格重划,减小因网格重划而引起的体积损失,能够提高模拟的精度,有限体积法比较适合大体积成形过程的模拟分析.     

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。     

异形轴套冷挤压成形工艺优化研究

通过对异形轴套的结构形状及成形难度分析,设计出反挤压和复合挤压预制坯方孔两种冷挤压成形工艺方案。并使用DEFORM-3D有限元软件对工艺方案中的预成形工序进行数值模拟。对比分析两种方案在成形过程中的等效应力和等效应变的分布情况,确定出较优的成形工艺方案。结果能为异形轴套的生产提供理论依据。     

半空心铝型材保护导流式分流模结构

介绍了半空心铝型材挤压模的研究现状,分析了针对半空心铝型材的5种模具结构,包括整体式平模、镶嵌式分流模、遮盖式分流模、吊挂式分流模和切割式分流模。提出了一种新的半空心铝型材挤压的保护导流式分流模具结构,结合具体实例,介绍了这种保护导流式挤压模结构,详细分析了这种结构的组成和参数选择,主要包括分流孔的设计、挤压机能力的选择、分流桥的结构、应力间隙和工作带的选择,并给出了模具强度校核方法。根据挤压结果,与传统平面模、切割式分流模进行了对比。结果表明,这种新型模具结构简单、便于加工,可显著提高模具强度和寿命。     

大宽厚比大尺寸空心铝型材的模具优化设计

大宽厚比大尺寸空心铝型材模具结构复杂,针对传统单纯依赖设计者的经验的模具设计方法周期长成本高的问题,提出采用任意拉格朗日欧拉算法的HyperXtrude软件对一种大宽厚比大尺寸空心铝型材初始模具的挤压过程进行了数值模拟,通过型材模具出口速度场和变形场的分析,提出了采用调整导流孔、增设阻流坎、开设引流槽的方法对金属的流动情况进行粗调,然后通过调整工作带长度的方法对金属流速进行细调的模具优化方法,使金属在模具内的流动更加均匀顺畅,型材的截面出口速度更加均匀,变形量显著减小。对比了模具优化前后的型材出口的温度场和应力场,发现优化后型材出口温度和应力有所减小,且分布更加均匀。按照仿真模具和工艺参数在90 MN挤压机上进行验证,结果基本和仿真效果一致,型材的质量符合要求。     

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.     

等通道弯角挤压变形机理模拟与工艺参数优化

通过等通道弯角挤压工艺 (EqualChannelAngularPressing ECAP)能够获得块状超细晶粒材料 (包括亚微米和纳米材料 )。模具几何形状、摩擦条件等工艺参数对挤压过程具有重要影响。本文应用作者自主开发的商品化软件 ,通过大量的有限元模拟 ,研究了过程参数对挤压件变形分布、挤压载荷的影响规律 ,给出了不同模具拐角和圆心角对ECAP挤压件变形区产生的累积等效应变、等效应力和载荷 行程曲线的影响 ,为优化模具形状和获得所要求的挤压件变形分布提供了大量有效的结果和规律。     

挤压温度对温挤压模具载荷和应力的影响研究

在生产中发现,当生产挤压壳体零件的不足200件时,多数模具因反复受载而开裂失效,而挤压温度的高低直接影响模具承受载荷和应力的情况。基于此,利用Deform仿真模拟软件及工艺试验来探讨挤压温度对模具载荷和应力的影响规律,寻找合理的挤压温度范围用以提高模具寿命。通过模拟获得温挤压时模具温度场分布图,不同温度下凸模载荷、凹模载荷与挤压行程的关系曲线图,凸模等效应力、凹模等效应力与凸模冲程的曲线关系图。采用相同的参数对壳体零件进行了实际加工,实验与模拟结果较吻合。通过分析可知:对模具材料3Cr2W8V钢进行温挤压时,挤压温度不低于700℃时,可以有效避免模具开裂,有效提高模具寿命。     

304奥氏体不锈钢在新型挤压模具下的仿真分析

通过运用设计的3种新型等通道转角挤压模具,结合现有关于等通道转角挤压的研究,对304奥氏体不锈钢材料进行三维有限元模拟,研究了挤压过程中的载荷曲线变化、等效应力以及等效应变分布。结果表明,挤压方式的改变不会影响凸模载荷的大小;同时,对比了3种不同挤压方式下模具的等效应力、等效应变后发现,旋转90°工艺的等通道转角挤压模具的等效应力值最小,使其在转角处发生拉毛的概率最小,对模具损伤也最小,并且其等效应变值最大,对试样的细化效果最好。最后,通过采取点跟踪的方式绘制应变点循迹图,更直观地论述了旋转90°工艺的等通道转角挤压模具更具有实用价值,也为今后开发实用型的等通道转角挤压模具的设计提供了理论支撑。     

铝合金大型异形空心型材挤压技术解析

全面系统地论述了铝合金大型异形空心型材的生产方法和艺路线，模具设计与制造，挤压工艺及质量控制等方面的关键技术问题。着重分析了挤压过程中出现的主要问题及解决办法。特别是对大民面多孔薄壁异形空心型材的成形问题、模具结构要素设计和修模等疑难技术问题进行了详细的解析，提出了获得优质大型异形空心型材的技术条件和最佳工艺方案与参数。