采用功平衡法求解管材挤压变形力的对比研究

挤压是制备低塑性难变形金属和合金管材的一种精密成形方法,挤压力是选择挤压设备和校核挤压机部件强度的依据;合理地制定生产工艺规程和设计工模具等需要准确的计算挤压力,因此,求解计算精度高的挤压力计算公式在实际生产中显得尤为重要.本文在球坐标和柱坐标系下,采用功平衡法推导了锥模管材挤压变形力的两种理论计算公式;经生产中反复实验验证,两公式的计算结果都比较接近实测值,平均相对误差分别为6.6%左右、9.6%左右;而相关教材所给主应力法求解的管材挤压变形力公式计算结果的平均相对误差为15%左右.这表明本文推导的理论计算公式具有一定的工程实用性.     

主应力法和功平衡法求解管材挤压变形力的再探讨

在极坐标系下建立了管材挤压变形力的计算模型,采用主应力法和功平衡法推导了管材挤压变形力的理论计算公式;经生产中反复实验验证,管材挤压变形力的理论计算结果接近实测值,主应力法计算结果的相对误差平均值为11.56%左右,功平衡法计算结果的相对误差平均值为-1.94%左右;而相关文献所给出的主应力法和功平衡法求解的管材挤压变形力公式计算结果的相对误差平均值分别为15%左右和6.6%左右。这表明,本文推导的理论计算公式计算精度高,具有一定的工程实用性。     

挤压凹模型面对镁合金管材挤压力的影响

采用MSC.Marc软件对不同凹模型面管材挤压成形过程进行数值模拟,分析半模角α和凹模曲面形状对挤压力的影响,并通过镁合金管材挤压实验进行验证。研究发现,随着半模角α的增大,曲面模的挤压力有变小的趋势;当半模角α在60°~70°范围内,锥模的挤压力最小,材料利用率也最高。     

变薄拉深凹模最佳模角的计算和试验

本文分别用力功平衡法和刚塑性有限元法，对变薄拉深凹模的最佳模角α进行了理论计算，所得结果基本一致，即当变薄系数ｋ＝０．６时，α在１２度到１３度之间。同时试验还表明，理论计算结果与试验结果也较为吻合。     

浮动凹模闭塞挤压力的计算方法研究

以冷挤压十字轴为例,通过合理的锻件分割办法,以锻件的1/4为研究对象,把浮动凹模闭塞挤压的总压力看作单个小轴近似的正挤压力、坯料与凹模侧壁的摩擦力以及浮动凹模的合模力三者之和,由此提出了一种闭塞径向挤压力的计算方法。将此计算结果与Deform-3D数值模拟结果对比后,又分别以三叉轴与两叉轴的几种锻件为例对该计算方法进行验证,证明了该计算方法的科学性。并在上述验证比对的基础上对该计算方法提出了一定的修正办法,进一步减小了误差。     

确定挤压凹模模孔位置的强度法

提出了以应力作为目标函数，优化模孔位置的方法，以此设计的挤压凹模，能提高其强度安全系数和使用寿命，以叉车内门架的模拟试件挤压凹模为例，进行了分析计算，结果表明，该方法简明易行。     

变薄拉深凹模最佳模角的计算和试验

本文分别用功平衡法和刚塑性有限元法，对变薄拉深凹模的最佳模角α进行了理论计算，所得结果基本一致，即当变薄系数Ｋ＝０．６时，α在１２°～１３°之间。同时试验还表明，理论计算结果与试验结果也较为吻合。     

冷镦冷挤用凹模类型的判定

冷镦或冷挤用凹模的结构类型常为整体式、两层或三层组合式等。目前已有的判定方法只考虑作用于凹模内壁侧压力这一单个因素,但是模具强度的高低,还应与所采用的模具材料种类及模具结构尺寸等因素有关。下面     

基于变形功法连续挤压成形过程温度模型

在连续挤压成形工艺过程中,变形温度是影响产品性能和工装模具寿命的关键因素。文章根据连续挤压的变形特征对成形过程进行分区分析,并基于能量平衡原理的变形方法,建立各区域的温度模型,构建了全过程温度预测模型,预测结果与数值模拟结果一致;以H62黄铜为工程实验材料,在连续挤压成形过程中,对挡料块和产品出口处进行温度测试。结果表明,温度模型预测值与实验测量值吻合良好。该温度模型可快速有效预测连续挤压成形过程中的温度分布,从而实现对产品性能及工装模具寿命的合理预测。     

有限体积数值模拟技术在宽展挤压模具设计中的运用

介绍了有限体积数值模拟技术,在MSC.Superforge商业应用软件平台上,对某公司铝型材产品FDAWDD7的挤压变形进行了过程模拟,通过工业试验证明,金属流出速度的模拟结果与实际情况比较相符,利用这种技术指导一般的非空心型材挤压模具设计在生产上是可行的。     

挤压车轴套管壁厚差分析及模具改进

针对车轴套管挤压成形过程中存在壁厚差较大的问题进行分析,指出挤压成形工艺、模具设计及装夹方式为主要影响因素,并提出模具改进措施,减小了车轴套管壁厚差,获得了满足成形要求的零件,提高了成品率,节约了成本。     

挤压机的挤压筒内径选择方法

挤压筒内径尺寸是挤压机的一个重要参数,介绍如何选择挤压机的挤压筒内径尺寸。     

工艺参数对动态流量控制法挤压弯管应力的影响

采用有限元模拟和实验研究了挤压钛合金弯曲管件.通过实验验证了工件的形状和尺寸精度,并通过有限元模拟分析了工艺参数对挤出过程中变形体的平均压应力分布情况和挤出弯管件的曲率半径的影响规律.结果表明:有限元模拟中,弯管件的曲率半径误差为6.03％,弯管直径误差为3.82％;在靠近定径带处,平均压应力呈非均匀分布;在焊合腔内,...     

分流组合模挤压铝合金口琴管的数值模拟

采用刚粘塑性有限元法,在DEFORM-3D有限元商业软件上成功实现了铝合金口琴管分流组合模挤压过程的三维数值模拟,获得了分流组合模挤压过程中材料的流动规律,挤压力、应力场、应变场和温度场的分布,以及模具出口处金属流速的分布情况。通过数值模拟发现,型材出口流速不均匀,造成端面不齐,对此,提出了模具修改方案,通过调节模具工作带的长度,实现了型材挤压出口流速均匀的目的,从而保障了型材的产品质量。模拟结果为模具的优化设计及工艺参数的选取提供了理论参考。     

Equal channel angular extrusion of NiTi shape memory alloy tube

As a new attempt, equal channel angular extrusion (ECAE) of nickel–titanium shape memory alloy (NiTi SMA) tube was investigated by means of process experiment, finite element method (FEM) and microscopy. NiTi SMA tube with the steel core in it was inserted into the steel can during ECAE of NiTi SMA tube. Based on rigid-viscoplastic FEM, multiple coupled boundary conditions and multiple constitutive models were used for finite element simulation of ECAE of NiTi SMA tube, where the effective stress field, the effective strain field and the velocity field were obtained. Finite element simulation results are in good accordance with the experimental ones. Finite element simulation results reveal that the velocity field shows the minimum value in the corner of NiTi SMA tube, where severe shear deformation occurs. Microstructural observation results reveal that severe plastic deformation leads to a certain grain orientation as well as occurrence of substructures in the grain interior and dynamic recovery occurs during ECAE of NiTi SMA tube. ECAE of NiTi SMA tube provides a new approach to manufacturing ultrafine-grained NiTi SMA tube.