镁合金管材挤压变形动态再结晶流函数法研究

为研究热挤压成形镁合金管材过程中动态再结晶现象,首先采用流函数方法建立了挤压锥杯内变形区的应变速率张量场、等效应变速率场、最小剪切应变速率场以及应变张量场等数学模型,然后通过热模拟实验测得镁合金AZ91D高温力学性能数据,计算并建立了AZ91D镁合金高温变形时发生动态再结晶的临界应变函数;结合镁合金管材挤压过程应变速率及应变场等,建立了挤压过程变形区内产生初始动态再结晶的判定准则及分布规律。最后通过经实验验证了该准则及分布规律的准确性,为实际生产工艺的制定提供了理论依据。     

AZ31镁合金管材挤压成型数值模拟与实验研究

运用基于AZ31镁合金本构方程与ALE算法的HyperXtrude软件对典型AZ31薄壁管材的挤压过程进行数值模拟,并通过调整焊合室高度、焊合室大圆角及焊合室坡度3个结构参数,分析不同条件下应力分布与速率分布的变化情况。结果表明:焊合室内近工作带处压力随焊合室高度增加不断减小,分流孔与焊合室压力的最大值与平均值均随焊合室大圆角增大发生降低,分流孔与焊合室压力随焊合室入口坡度增大不断增大,并在焊合室高度为16mm、大圆角为18mm以及入口坡度为15°时金属流速均方差达到最小值。优化模具结构缓解了应力集中与流速不均等问题,在实验生产中得到合格产品,型材组织均匀细化。     

TC2钛合金管材等温挤压过程的有限元模拟

采用DEFORM-3D有限元法模拟了TC2合金管材的等温挤压成形过程,并对挤压过程中不同阶段的各种场量进行了分析,通过与实际生产对比确定了挤压摩擦因数,同时分析了不同的摩擦因数和凹模半锥角对挤压载荷的影响。     

AZ31镁合金双向挤压有限元模拟与实验分析

采用有限元软件Deform-3D模拟和实验相结合的方法对AZ31镁合金双向挤压过程进行分析.研究发现,有限元模拟能真实反映镁合金挤压变形过程中的变形行为、应力应变分布状态以及不同工艺参数对挤压力的影响,并对挤压变形过程中的墩粗阶段、转角剪切阶段和挤压比变形区域的显微组织进行了分析与讨论.     

AZ91D镁合金棒材挤压过程的数值模拟研究

通过Gleeble-1500D热模拟机获得AZ91D镁合金的应力应变曲线.采用刚塑性有限元法对AZ91D镁合金棒材挤压过程进行热力耦合数值模拟,分析了变形温度与挤出速度对挤压力和等效应变变化情况的影响.模拟的结果表明:在25:1的挤压比下AZ91D镁合金的挤压温度为400℃,挤出速度为12.5 mm/s.     

镁合金双通道转角挤压有限元分析

基于有限元分析软件建立了双通道转角挤压模型,对AZ91镁合金挤压变形过程进行了模拟,并对挤压变形过程、等效应变、挤压力等模拟结果进行了分析。模拟结果表明:双通道转角挤压所需要的挤压力要大于传统的等通道转角挤压,通道夹角越大,挤压所需要的挤压力越小;双通道转角挤压获得的总的应变更大。     

高塑性Mg-Gd-Zn镁合金管材的组织和力学性能研究

为了制备高塑性镁合金无缝管材,将具有不同初始组织的Mg-3%Gd-1%Zn(质量分数/%,以下简称GZ31)合金空心锭在420～480℃挤压成无缝管材,采用金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射分析和拉伸试验等表征了管材的组织和力学性能.结果表明:GZ31镁合金无缝管材较AZ31具有更弱的基面纤维织构;420℃一次挤压成形的GZ31管材由于组织中还存在粗大的原始晶粒,导致室温伸长率较低;440℃及以上挤压时得到完全再结晶组织,且随挤压温度升高,再结晶晶粒和第二相尺寸逐渐增大;经过一次挤压开坯后再在440℃二次挤压的无缝管材具有更细小的平均晶粒尺寸(约12μm),其室温伸长率高达35%,明显优于传统AZ31以及一次挤压成形的GZ31镁合金无缝管材.     

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。     

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.     

镁合金扇形件挤压成形数值模拟

以刚塑性有限元分析为基础,对镁合金扇形零件的挤压成形工艺进行了模拟分析,制定出扇形零件的成形工艺,即镦挤-反挤压复合成形工艺.镦挤制坯工艺优化坯料结构,反挤压工艺成形零件.根据数值模拟的工艺参数进行试验研究,成形出符合要求的零件.     

AZ31镁合金管材游动芯头拉拔有限元模拟

运用Deform软件模拟了AZ31镁合金管材游动芯头拉拔过程,并对比研究了模具锥角、定径带长度、变径带长度对拉拔管材成形性的影响。结果表明:在拉拔AZ31管材时,最大压应力出现在外模变径段与定径段过渡区,合适的模角配合不仅能降低拉拔力,还能提高尺寸精度。模具定径段长度对管材变形时的均匀性和拉拔力的影响较大,变径段长度对管材拉拔的影响较小。最终通过实验验证了模拟结果,制备出了尺寸精度高的AZ31镁合金管材。     

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.     

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。     

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。