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.     

挤压速度对铝型材分流模寿命影响的模拟分析

挤压速度是影响铝型材分流模寿命的主要因素之一。不同挤压速度下,模具所受温度和压力不同,对模具寿命产生直接影响。以矩形管铝型材挤压为例,利用Deform有限元分析软件对挤压过程进行数值模拟,得到不同挤压速度下分流模温度和压力变化情况。结果表明:随挤压速度的增大,分流模各工作部位温度逐渐升高,而所承受压力则先降低后升高。探讨了温度和压力的改变对模具寿命的影响机制,指出挤压速度对模具寿命的影响表现为加速模具各工作部分的塑性变形、磨损和应力集中部位失效,以及加剧挤压模的冷热疲劳现象。     

FGH96合金挤压变形工艺数值模拟

利用DEFORM-3D有限元软件对FGH96合金挤压工艺进行了研究,通过正交试验设计的方法研究了坯料温度、挤压速度、摩擦条件、模具锥角和模具工作带长度对挤压载荷的影响;同时具体研究了挤压速度和模具锥角对挤压载荷和挤压件温度的影响,以及不同条件下的等效应变的分布规律,并对挤压过程中可能出现的缺陷进行了预测,为工艺实验的研究提供了参考.     

工艺参数对铝型材挤压变形规律的影响

通过引进一个反映金属流速不均衡性的参数———流速均方差 ,有效地控制型材挤压成形时金属流动的不均匀性。采用有限变形弹塑性有限元方法 ,对不同挤压参数 (挤压比、摩擦因子 )下铝型材挤压过程进行了数值模拟研究 ,获得了挤压压力、流速均方差和型材件内部应力应变场随挤压参数变化的规律 ,为铝型材挤压工艺参数优化提供了理论参考。     

铝型材悬臂类模具挤压成形数值分析与研究

基于HyperXtrude铝型材模具热挤压仿真系统,以简单U形悬臂模为例,对比研究了不带导流和带导流两种不同铝型材悬臂类挤压模具结构在稳态挤压过程中的型材流速、型材质量、模具强度等方面所存在的普遍规律,获得了与实际一致的结果。     

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.     

铝合金软管挤压模拟及模具优化方法研究

铝型材挤压模具是保证铝产品质量的重要工具。为了合理地设计出挤压模具结构,利用hyperxtrude软件对挤压过程进行了模拟。根据模拟挤压过程中温度场、速度场、应力应变场等,验证了传统经验设计的模具,并提出了优化方案。这大大缩短了模具设计过程,能为企业提高生产效率提供实用参考。     

高性能精密工业铝型材有效摩擦挤压成形关键技术研究与应用

介绍了对航空航天用高性能精密工业铝型材的要求,提出了减少高性能精密工业铝型材挤压过程产生粗晶环的有效办法。采用理论分析和有限元模拟相结合的研究方法分析了有效摩擦挤压方法的特点,得到了3种不同挤压过程挤压力和挤压筒受力与挤压行程的曲线对比关系;推导出了有效摩擦挤压力的计算公式;建立了挤压筒主动运动和挤压杆同向主动运动的有效摩擦挤压方法,通过实验研究表明有效摩擦挤压方法提高了工业铝型材沿长度方向性能的均匀性,减少甚至消除了工业铝型材表面的粗晶环。以上技术应用在125 MN和60 MN等双动铝挤压生产线上,生产出高性能精密工业铝型材,可应用于航空航天和汽车等行业。     

基于Hyperxtrude的扁长方管挤压模具优化设计

基于Hyperxtrude铝型材模具热挤压仿真系统,以简单扁长方管型材为例,对比分析四个不同桥位宽度的铝型材模具在稳定挤压过程中应力场、速度场和温度场的情况,得出一种最优的设计方案。通过Hyperxtrude仿真优化技术可以提高模具设计水平和模具使用寿命,从而提高生产效率。     

铝型材扁挤压筒应力状态分析

对75MN铝型材挤压机双层扁挤压筒在挤压过程中的应力状态及其影响因素进行了分析 ,提出增加层数是降低模具应力集中的有效方法。     

Isothermal extrusion speed curve design for porthole die of hollow aluminium profile based on PID algorithm and finite element simulations

The isothermal extrusion process of hollow aluminium profile was investigated using incremental proportional–integral–derivative (PID) control algorithm and finite element simulations. The range of extrusion speed was determined by considering the maximum extrusion load and production efficiency. By taking the optimal solution temperature of the secondary phase as the target temperature, the extrusion speed–stroke curve for realizing the isothermal extrusion of the aluminium profile was obtained. Results show that in the traditional constant extrusion speed process, the average temperature of the cross-section of the aluminium profile at the die exit rapidly increases and then slowly rises with the increase in ram displacement. As the extrusion speed increases, the temperature difference at the die exit of the profile along the extrusion direction increases. The exit temperature difference between the front and back ends of the extrudate along the extrusion direction obtained by adopting isothermal extrusion is about 6.9 °C. Furthermore, the heat generated by plastic deformation and friction during extrusion is balanced with the heat transfer from the workpiece to the container, porthole die and external environment.     

型材挤压模工作带长度设计计算的数学建模

本文采用有限元方法 ,以型材挤压过程的有限元模拟为基础 ,研究了局部挤压比、挤压带面积和模孔距离对金属流动速度的影响 ,获得了型材挤压过程的变形流动规律。并综合主要模具结构参数对金属流动速度的影响 ,建立了铝型材挤压模模孔工作带设计计算的数学模型。选择实际型材零件按本文推导的公式设计了工作带长度 ,并与实验进行了验证 ,结果表明挤压效果良好。该公式可用于铝型材挤压模工作带长度设计计算     

FEM simulation of extrusion of 3003 alloy tubes

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｌａｌｌｏｙｓｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎａｅｒｏｓｐａｃｅｉｎ ｄｕｓｔｒｙｄｕｅｔｏｉｔｓｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈ ｔｏｗｅｉｇｈｔｒａｔｉｏ ,ｅｘｃｅｌ ｌｅｎｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓａｎｄｇｏｏｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｔｏｃｏｒｒｏｓｉｖｅｅｎｖｉ ｒｏｎｍｅｎｔ.Ｔｈｅ 30 0 3ｔｈｉｎｗａｌｌｓｍａｌｌｔｕｂｅｐｒｏｄｕｃｔｓａｒｅｕｓｅｄｉｎｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒｏｆａｅｒｏｓｐａｃｅｖｅｈｉｃｌｅｓ.Ｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｓｏｆ 30 0 3ａｌｌｏｙｔｕ…     

Effect of extrusion wheel angular velocity on continuous extrusion forming process of copper concave bus bar

The continuous extrusion forming process for producing large section copper concave bus bar under different extrusion wheel angular velocities was studied by three-dimensional finite element technology based on software DEFORM-3D. The rigid-viscoplastic constitutive equation was employed in the model. The numerical simulation results show that the deformation body flow velocity in the die orifice increases gradually with the increase of the extrusion wheel angular velocity. But slippage between the rod and extrusion wheel occurs when the extrusion wheel angular velocity is high. The effective stress near the die orifice enhances gradually with increasing extrusion wheel angular velocity. High stress is concentrated in adjacent regions of the flash gap. The effective strain gradient is greater near the abutment than that near the die orifice. The effective strain of the product increases gradually with increasing extrusion wheel angular velocity. In the deformation process, the deformation body temperature increases remarkably due to friction and deformation. So the cooling is necessary in the region of the die and tools.     

挤压工艺参数对拐角长悬臂空心铝型材出口截面流速和温度分布的影响

以拐角长悬臂空心铝型材为例,使用Hyper Xtrude分析软件对其挤压过程进行数值模拟,设计正交试验研究了挤压速度、棒料预热温度、挤压筒预热温度、模具预热温度、棒料直径、棒料长度等工艺参数对型材出口截面流速均方差(SDV)和温度均方差(SDT)的影响规律。结果表明:通过极差分析及再次模拟确定最优方案为:挤压速度1 mm·s~(-1),棒料预热温度440℃,挤压筒预热温度420℃,模具预热温度400℃,棒料直径Φ150 mm,棒料长度450 mm,对应的SDV与SDT分别仅为1.3680和1.9130,保证挤出型材获得高的综合质量。通过方差分析得到挤压速度对SDV的影响度及棒料预热温度对SDT的影响度分别高达67.50%和76.41%,定量地表明挤压速度和棒料预热温度分别是影响型材外观质量和内部组织的最主要工艺参数。工厂挤压出的合格产品验证了最优方案的可靠性。     

异形铝材穿孔针挤压成形数字模拟研究

为了揭示异形铝材穿孔针挤压成形规律,以导弹尾翼为例,采用非线性有限元对其挤压过程进行三维热力耦合模拟,系统地分析了工艺条件对温升变化、附加拉应力及成形载荷的影响规律,研究结果表明:在低速挤压范围,坯料上最高温度峰值均呈减小趋势变化,随挤压速度的增加,最高温度峰值的降幅随之减小,而模口处轴向附加拉应力的数值则相应地增大;成形过程中模口处的轴心部位为高温区,随着轴心距的增加,温度值呈梯度减小的趋势变化;随着凸模压下量的增加,温度减小的梯度趋势逐渐变缓,为异型截面铝材穿孔针挤压成形的工艺设计及变形流动控制提供理论依据。     

铝合金反向挤压中的粗晶组织

铝合金反向挤压过程中,不同的挤压工艺条件对粗晶组织将产生不同的影响。结果表明,通过调整模具工作带长度、控制挤压温度和挤压速度,可以减少粗晶组织的产生。     

三维粘弹性异型材气辅挤出成型过程的数值模拟研究

在挤出成型中,聚合物粘弹特性与过程参数波动的耦合作用会产生波动的离模膨胀,使得生产尺寸精确且形状复杂的聚合物异型材在工程上仍是一项技术挑战。文章提出了一种高效节能,且能消除离模膨胀,实现异型材尺寸精确自动控制的新型聚合物异型材气辅挤出成型工艺,并基于建立的描述其成型过程的三维等温粘弹性理论模型和稳态有限元数值算法,通过有限元数值模拟,系统研究了聚合物异型材气辅口模挤出成型过程的机理。通过与传统异型材挤出成型对比分析,揭示了聚合物异型材气辅口模挤出成型工艺消除离模膨胀和翘曲变形的机理。研究结果表明,异型材气辅挤出成型离模膨胀率,随进口流量的增加而不变,这为实现挤出的高速化生产的实现提供了技术前提条件。此外,随着松弛时间的增大,口模出口附近气辅段的第一法向应力差增加,从而导致离模膨胀和两侧壁向内的翘曲变形均增大。     

Ram speed profile design for isothermal extrusion of AZ31 magnesium alloy by using FEM simulation

In the conventional hot extrusion of metallic materials,the temperature of the workpiece varies during the whole extrusion process,leading to the non-uniformity of the product dimension,microstructure and properties.In the present research,a simulation model based on the principle of PID control was developed to establish ram speed profiles that can suppress the temperature evolution during the process to allow for isothermal extrusion.With this simulation model,the real-time extrusion ram speed was adju...