铜管游动芯头拉拔模具角度优化的有限元模拟

采用二维轴对称弹塑性有限元法对比分析了不同外模模角和游动芯头锥角的配合对拉拔铜管的影响。模拟结果表明,最优外模模角和芯头锥角配合与拉拔应力、摩擦力和芯头稳定位置等因素有关,外模模角、芯头锥角以及两者之间的角度差过大或过小都对铜管的质量不利,这对于精密铜管游动芯头拉拔模具角度的选择,有着一定的参考价值。     

薄壁铜管固定芯头拉拔和游动芯头拉拔的对比分析

为提高薄壁铜管拉拔后的成形质量,探讨不同拉拔工艺对薄壁铜管成形性能的影响,利用有限元软件MARC分别对两种拉拔成形工艺建立有限元模型,对比分析薄壁铜管固定芯头拉拔和游动芯头拉拔对拉拔力、铜管拉拔后等效应力、应变和残余应力的影响。结果表明:在相同工艺参数下,与固定芯头拉拔相比,游动芯头拉拔所需拉拔力明显更小,等效应力也相对更小,等效应变相等,残余应力在轴向和周向更小,且分布更均匀,在径向都趋近于0。在不考虑其他因素下,游动芯头拉拔更有助于提高薄壁铜管的产品质量。     

薄壁铜管游动芯头拉拔过程拉拔力影响因素分析

为准确把握薄壁铜管游动芯头拉拔过程的拉拔力,该文应用非线性有限元分析软件ABAQUS建立了薄壁铜管游动芯头拉拔过程的弹塑性有限元模型,分析了内外模具锥角、游动芯头定径段长度、延伸率、摩擦因素以及拉拔速度等工艺参数对薄壁铜管拉拔过程中拉拔力的影响规律。研究表明,芯头或外模的锥角存在一个最佳组合范围,芯头定径段长度和拉拔速度对拉拔力的影响作用非常小,延伸率和摩擦系数的增加将引起拉拔力的明显增加。研究结果为实际生产中的工艺改进提供了科学依据。     

工艺参数对薄壁铜管游动芯头振动拉拔过程拉拔力影响分析

在金属塑性成形中加入振动,可以有效降低材料变形抗力并提高产品质量。以薄壁铜管游动芯头拉拔为研究对象,分析了振动对铜管拉拔过程中拉拔力的影响,并通过有限元分析软件MARC,对不同的工艺参数(拉拔速度、外模模角和芯头锥角)进行数值模拟。研究结果表明:针对本模型,存在一个最佳外模半锥角和芯头锥角组合(外模半锥角α为12°,芯头锥角β为9°),使得薄壁铜管游动芯头振动拉拔过程中的拉拔力最小,而拉拔速度对拉拔力的影响较小。     

游动芯头拉拔模具受力和温度分布的数值模拟

本文采用非线性有限元软件对铜管游动芯头拉拔工艺进行了数值模拟和分析研究,得出了铜管与模具接触面的法向力和摩擦力的分布规律;拉拔过程中的温度分布;从而推断出游动芯头发生粘铜和局部崩裂的主要原因.     

游动芯头拉拔工艺参数对模具磨损影响模拟

在二维轴对称弹塑性有限元中加入Archard磨损模型,并采用正交试验对摩擦系数、铜管坯料厚度和拉拔速度工艺参数进行分析.同时,分别对芯头、外模与铜管间的摩擦系数进行对比分析.结果显示,对模具磨损重要性依次为:摩擦系数、铜管坯料厚度和拉拔速度,铜管与外模间的摩擦系数升高,外模磨损越为严重,而铜管与芯头的摩擦系数提高则减缓...     

外螺纹铜管拉深成形过程的有限元模拟

利用非线性有限元仿真软件MARC,研究了外螺旋凸筋管成形过程的三维弹塑性有限元模拟技术.对外螺纹铜管的拉深成形过程进行了模拟,得到了成形过程中工件内部的应力和应变分布规律.结果表明,拉拔过程中,管料发生轴向延伸,但各部分延伸量不均匀,最大延伸变形发生在筋底中心部分.在周向,整体上管料发生压缩变形,但在筋底部分产生一定的延伸,应变为正;径向发生压缩变形.在定径区及铜管离开定径区后,轴向应力均为拉应力,但沿壁厚分布不均匀;同样,拉拔周向应力沿壁厚方向也呈不均匀分布,出定径区后在筋底区的外表面为负,内表面为正.     

薄壁铜管固定芯头振动拉拔过程中的摩擦分析

在拉拔过程中引入振动时,由于塑性成形中的"表面效应",可以减小拉拔成形过程中的摩擦力。基于有限元软件Marc,采用修正的滑动库仑摩擦模型,建立了薄壁铜管固定芯头振动拉拔模型,并对振动拉拔过程的摩擦与拉拔速度对摩擦的影响进行了数值模拟。结果表明:在薄壁铜管固定芯头拉拔过程中添加纵向振动可以减少铜管内外表面平均摩擦力,且幅值越大,频率越高,铜管内外表面平均摩擦力越小;拉拔速度为0~20 mm·s~(-1)时,随着拉拔速度增大,铜管内外表面平均摩擦力递增且上升趋势明显,拉拔速度大于20 mm·s~(-1)时,拉拔速度增大,铜管内外表面平均摩擦力增大,但增大的幅度小。     

拉拔成形的弹塑性有限元分析

应用有限变形弹塑性有限元法拉拔成形。提出了当采用修理牛顿法时可应用过量修正技术加速其收敛效果，为有限变形弹塑性有限元方法的应用提供了新的计算方法。实例计算在不同的拉拔工况下工件内部应力分布的情况，并获得工件拉拔的最佳成形条件。     

弹塑性有限元法在金属塑性加工中的应用

给出了有限变形弹塑性有限元列式,基于ＡＮＳＹＳ软件平台,介绍了弹塑性有限元法在金属塑性加工领域中的应用。     

基于有限元模拟的空拔铜管拉拔参数的优化

为研究拉拔参数对铜管空拔变形的影响,运用非线性有限元分析软件对铜管空拔过程进行仿真,分析空拔过程中铜管与模具的轴向及径向应力分布规律,并以此阐述空拔铜管的缩径缺陷。利用正交实验法模拟研究拉拔参数(工作锥半角α、过渡圆弧半径R、定径带长度L、摩擦因数μ、拉拔速度v)对铜管空拔的影响,并采用极差分析和方差分析对模拟结果进行分析,得到铜管一定减面率条件下的最佳拉拔参数(α=9°,R=5mm,L=2mm,μ=0.05,v=100m/min)及各因素对分析指标的影响。在此基础上对优化方案进行数值模拟,模拟结果表明了正交实验对铜管空拔参数优化的有效性。这对实际中提高铜管空拔质量,延长模具寿命有重要的指导意义。     

基于有限元模拟的内螺纹铜管旋压成型参数确定

内螺纹铜管传热面积大,可以造成紊流效果,提高换热效率,是空调、冰箱的主要换热介质。旋压成型是制造内螺纹铜管的高效成型工序。为研究内螺纹铜管旋压成型过程中的材料流动规律,运用非线性有限元分析软件,对内螺纹旋压成型过程进行了仿真。结果表明,在旋压过程中,铜管经历了类似于行星辊轧的,从圆形到多边形,最后恢复圆形的过程;此外铜管除了发生横截面方向弯曲外,还发生轴向运动,两者叠加产生了羽片扭转;当铜管材料填满螺纹槽后,多余的材料沿旋压方向流动,将耗费过多的能量。减少管坯的直径和壁厚,可以减少截面方向弯曲,并可以减少壁厚过大导致多余材料周向流动的能量损失。文章讨论了旋压速度的选取,认为尽可能选用低的旋压速度,可以减少羽片扭转。     

MOGA和FEM相结合实现万能型钢轧机机架圆角的多目标优化

文章把多目标遗传算法(MOGA)和有限单元法(FEM)有机地结合起来,建立了一种新的结构优化方法。用MATLAB遗传算法工具箱函数编制了MOGA和FEM相结合的多目标优化程序,对万能型钢轧机机架圆角进行多目标优化,充分发挥了有限单元法数值计算准确及遗传算法求极值的高效性和全局性的优点。与ANSYS自带的零阶和一阶优化方法相比,本优化方法取得了较好的优化效果,为解决复杂的多目标工程优化问题提供了一种新的更有效的途径。     

冷拔内螺旋凸筋管的芯棒设计

本文推导出了符合金属流动规律的芯棒沟槽曲线理论计算公式 ,并分析了芯棒与外模的轴向相对位置对内螺旋凸筋管拉拔成型的影响 ,为芯棒设计提供了理论依据