连续挤压变形力学模型与接触应力分布规律

在连续挤压技术研究的基础上,通过观测挤压轮槽金属的变形形貌,提出了“五分区”的连续挤压变形过程描述模型,构成了连续挤压轮沟槽变形区系统、完整、准确的表征。根据各分区的变形特点,利用塑性力学理论得出接触应力的解析表达式,讨论连续挤压变形区接触应力的分布特点与规律。通过深入分析,得出了个分区关键参数的设计准则与确定方法,探讨了提高挤压力的措施,最后通过与实验结果的比较验证了其工程应用价值。     

AZ31镁合金连续挤压扩展成形流动速度分布规律

为了解镁合金连续挤压扩展流动规律与工艺条件的关系,基于DEFORM.3D软件,建立镁合金的刚塑性有限元模型,通过数值模拟分析连续挤压过程坯料沿纵向对称面上的速度演变规律,探讨挤压轮转速对坯料各层面速度分布的影响机制。结果表明,在连续挤压过程中,金属流动速度在各变形区呈不同变化趋势。轮槽区的速度呈现由轮槽底面向封料面逐渐降低的分布形态;直角弯曲区的流道底部速度最高;扩展区由中心向两侧流动速度逐渐减小;在阻流区和模具区,流动速度的差别减小。随着挤压轮转速的增大,直角弯曲区和扩展区各层面金属的速度差值增大,流动的不均匀程度增加。连续挤压过程中金属的这种流动分布特点缘于轮槽面的摩擦驱动力与型腔壁摩擦阻力的相互作用。     

TC4盘件双面辗压的实验研究

对TC4盘件进行高温双面辗压成形实验研究,观察了辗压后盘件的形状变化和微观组织分布。实验确认TC4盘件热辗压与铅盘室温辗压具有类似的形状变化特征,呈现出盘件直径增大、辗压槽两侧厚度增加、辗压槽出现"甩高"现象等。辗压后盘件微观组织分析结果表明,温度和变形对盘件微观组织变化有显著影响,因此盘件不同部位微观组织有明显差别:盘外缘温度偏高,变形量较小,组织处于相区;盘中心温度偏低,变形量较小,组织处于α+β相区;辗压槽及附近区域温度基本均匀为930℃,组织上处于β区,该区内材料变形差别较大,槽表面变形比槽中心大得多,组织上表现为初生α组织减少,并且槽表面比槽中心有更多的初生α组织转变为β相。     

铜连续挤压扩展成形温度场的分析

文章通过有限元数值模拟分析了铜连续挤压扩展成形中温度场的分布规律。连续挤压扩展成形过程中温升主要集中在变形和摩擦剧烈的区域。整个扩展挤压过程中最高温度出现在直角弯曲区靠近挡料块的附近,可达到700℃以上。从变形和摩擦的角度分析了坯料在挤压轮径向的温度分布的特点。从变形和传热的角度分析了金属在扩展挤压区宽度和厚度方向温度分布特点,以及温度对产品成形性的影响,并进行了现场温度测试,用热电偶采集腔体密封面和扩展腔的温度,实验结果与模拟结果吻合,为铜连续挤压扩展成形性的研究提供了依据。     

铜镁合金CuMg0.3棒料连续挤压微观组织演变数值模拟分析

在Deform-3D软件中根据连续挤压工艺中各主要模块建立连续挤压变形模型,对铜镁合金棒料的连续挤压变形过程进行数值模拟,重点分析了连续挤压过程中轧制变形区、镦粗变形区、扩展成形区和定径挤压成形区的晶粒度变化规律。将数值模拟结果与试验结果进行对比分析发现:铜镁合金棒料在挤压轮槽摩擦力的驱动下,一直处在流动变形过程中,且变形程度大、变形温度高、停留时间短,大部分材料发生动态再结晶后晶粒未长大;经过各主要变形区后的最终挤压成形的铜镁合金板材的晶粒得到极大细化,其相关力学性能得到改善。     

大型钛环热辗扩成形轧辊尺寸效应及优化

在大型钛环热辗扩成形过程中,驱动辊半径R1与芯辊半径R2的比值R1/R2对变形区几何形状有重要影响,而后者对于获得高质量环件起着决定性的作用.本实验首先对变形区几何形状进行了解析描述,定量确定了其与R1/R2之间的关系;其次,基于动力显式FE程序ABAQUS/Explicit,建立了可靠的大型钛环热辗扩成形过程的热力耦合3D-FE模型;最后,采甩FE模拟方法,从变形区几何形状角度研究了该成形过程中R1/R2对环件成形质量的影响及机制.研究结果表明,存在R1/R2的一个优化取值范围.R1/R2在此范围内取值,能够获得端面质量良好、应变和温度分布较均匀的大型钛环.     

基于Deform-3D软件铜扁线连续挤压过程数值模拟

对铜扁线连续挤压的几何模型创建、模拟参数设定、网格划分、步长设定、模拟结果进行研究。结果表明,挤压过程包括压实咬合、填充、镦粗、挤压4个阶段,金属变形剧烈部位主要集中在堵头附近、堵头与挤压轮之间的泄漏处和挤压模定径带附近,同时变形温度较高、等效应变较大;由速度的分布可知,金属在填充阶段流动较快;从挤压轮扭矩图可知,金属在镦粗阶段,当完全填充满模腔及扩展区,挤压轮扭矩值达到最大。     

挤压轮转速对铜镁合金连续挤压成形过程的影响

以TLJ400连续挤压机为原型,基于Deform-3D有限元模拟软件,通过建立铜镁合金连续挤压数值模拟模型,获得了不同挤压轮转速下金属连续挤压成型过程中的温度分布、等效应力分布以及挤压轮扭矩的分布情况。结果表明,随着挤压轮转速的提升,连续挤压成型过程中金属的变形温度不断升高,等效应力值和挤压轮扭矩不断下降。     

铝电解槽阴极装置计算负荷的选择

阴极设计计算包括槽壳强度和变形计算以及为确定阴极温度场,在选定材料的条件下的内衬计算。阴极的结构方案主要取决于槽壳的设计,并根据槽壳的几何尺寸设计槽内衬。选择槽壳结构的主要任务是确定并论证计算负荷值。目前尚未形成能规定这套程序的文     

斜壁匣形件的拉深成形及模具设计

一前言拉深成形是利用模具使平面毛坯变成开口空心零件的冲压工艺。拉深延件的种类很多,由于其几何形状不同,因此,冲压过程中变形区的位置、变形的性质、变形的分布,毛坯各部位的压力状态和分布规律等都有相当大的差别。所以在确定工艺参数,工序数与顺序,以及模具的设计原则和方法等都必须区别对待。笔者在设计纺织工业中常用的多臂装置油盘(图1)的拉深模时,将确定斜壁匣形件各     

铜连续挤压的有限体积法数值模拟

对铜母线连续挤压过程的几何模型进行简化,基于MSC.Superforge软件平台,对铜母线连续扩展成形过程进行了数值模拟,确定了压下量为铜杆料直径的25%时为压实轮对铜杆压下量的最佳值,分析了铜连续挤压成形过程中坯料在挤压轮沟槽内的温度分布,指出在铜的连续挤压过程中,坯料的温度上升主要源于坯料的塑性变形.结果显示,铜坯料作用在腔体挡料块上的压力高达528～600 MPa,在坯料镦粗段前偶尔会发生折叠回流,这是造成连续挤压产品表面产生较大气泡和冷拔时断线质量缺陷的重要原因之一.为了避免金属流动造成的产品质量缺陷并提高腔体的使用寿命,应对腔体、挤压轮进行优化设计.     

UPPER-BOUND APPROACH ANALYSIS OF DRIVING POWER OF WHEEL FOR CASTEX

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｅｘｔｒｕｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｍｏｓｔｌｙｕｔｉｌｉｚｅｔｈｅｌｉｎｅａｒｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｃｈｉｅｆｃｙｌｉｎｄｅｒｉｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｒｅｓｕｒｅｃｒｏｃｋｔｏｐｕｓｈｔ...     

压实轮压下量对宽铜带连续挤压过程的影响

利用DEFORM-3D软件,对宽铜带连续挤压的压实轮压下过程进行数值模拟,获得坯料在不同压下量下的等效应力、等效应变、温度和挤压轮扭矩的分布情况.结果表明:在同一压下量下,坯料的等效应力和等效应变在压实轮压下过程中都逐渐增加;当金属进入到轮槽内并与挡料块接触间,坯料的等效应变保持不变,而等效应力则急剧降低;当金属流人到腔体内时,坯料的等效应变又急剧增加.随着压下量增加,在整个连续挤压过程中坯料的等效应力、等效应变、温度和挤压轮扭矩都增加.通过点的跟踪分析和挤压轮扭矩分析可知,压实轮压下量为6 mm时更适合宽铜带连续挤压.     

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.     

减速顶滑动油缸体温挤工艺的数值模拟

采用温挤压成形工艺生产减速顶滑动油缸体时,冲头经常会出现磨损和断裂失效。本文采用基于ＡＮＳＹＳ软件的二维弹塑性热力耦合数值模拟系统,对该工艺进行数据模拟,得到了变形过程中的金属流动、工件及模具的应力场、应变场和温度场的变化,并根据这些结果对冲头失效的原因进行了分析。     

铜包钢接触线坯连续包覆工艺优化设计

采用刚-粘塑性有限元法,建立了铜包钢连续包覆的三维热力耦合有限元模型,对变形过程进行了数值模拟。通过模拟,分析了芯线位置、挤压轮转速、导向模与凹模间隙等工艺参数对连续包覆过程的温度场、金属流动情况、挤压轮扭矩等的影响规律,得到了合理的工艺参数和优化的模具结构。     

液态挤压过程变形特征研究

液态挤压是近几年开发的融液态模锻和热挤压为一体的全新金属成形工艺，本文对其凝固过程、受力状态、变形特征进行了分析，探讨了液态挤压制件的微观组织形貌及正常和非正常组织的成因，在此基础上，对液态挤压的成形规律性问题及保证过程稳定进行的条件提出了独到见解。     

SiC颗粒增强金属基复合材料成形性能研究

对一种ＳｉＣ颗粒增强铝合金基复合材料的锻造和挤压成形性能进行了研究，绘制了该材料的锻造成形极限图。研究了塑性成形对该材料微观组织的影响和成形的力能变化规律，结果表明：该材料的塑性变形是通过基体的塑性变形来实现的；在热变形时，ＳｉＣ颗粒能够通过转动来调整方位，形成沿金属流动方向的定向分布；塑性成形有助于细化ＳｉＣ颗粒，促进颗粒的均匀分布；材料在热锻时存在一强化极限，与此强化极限对应的变形程度随锻造温度的降低而增大；材料的成形极限与变形温度和变形速度等条件有关。     

液压锁缸体挤压过程的数值模拟

利用Deform软件，对液压锁缸体的成形过程进行模拟，研究变形过程中的金属流动速度场与应力应变情况，分析了挤压过程的压力行程曲线，为工艺改进和优化模具设计提供理论依据。总结出液压锁缸体挤压变形过程规律，并与相关工艺试验结果进行了对比。