网格重构在铝合金空心型材分流模挤压过程数值模拟中的应用

采用作者等人开发的基于Deform-3D与Pro/Engineer的网格行重构技术,对典型大断面空心铝合金工业型材分流模挤压全过程(包括焊合过程)进行了模拟分析.结果表明,采用某企业的现行模具设计方案,挤压初始阶段,型材两侧焊合面率先产生焊合,中间部位焊合面的焊合相对滞后,导致挤出型材断面的中间位置金属流量不足,同时模芯出现弹性偏移,易造成壁厚超差;挤压稳态阶段,模孔附近型材的最高温度为520℃、焊合室内的静水压力约为A6005铝合金屈服强度的5～10倍、模芯弹性偏移量为0.43 mm,基本满足型材挤出温度、焊合质量及壁厚尺寸公差的要求.     

平面分流组合模挤压过程模拟

应用SOLIDWORKS建立了平面分流组合模的几何模型．利用有限元软件DEFORM-3D成功地进行了挤压工艺过程模拟，获得了载荷与行程曲线以及坯料在挤压过程中的应力、应变场，提供了选择挤压设备的依据，开辟了了解模具结构与金属流动关系的道路。     

建筑门窗用铝合金型材挤压模设计

针对建筑门窗铝合金空心型材进行了平面分流模设计,分析了平面分流模的各结构要素及设计要求,并结合实际生产给出了空心挤压型材模具的详细设计方法、设计要点、设计流程。实践证明,设计的模具结构合理,获得了良好的经济效益。     

大口径铝管平面分流模挤压过程数值模拟

针对大口径铝管平面分流模挤压过程,分别建立了有限元法和有限体积法数值模拟的数学模型,对大口径铝管的平面分流模挤压过程进行了数值模拟,比较了2种模拟方法在大型铝型材挤压过程数值模拟中的优缺点及适用性,得出了有限体积法更适用于大变形挤压过程的结论,同时给出了挤压过程各个阶段的应力、应变的分布情况以及金属的流动规律,为大型铝型材挤压模结构的设计和工艺参数的优化提供了依据。     

铝合金挤压成形过程及模具负载的数值模拟

结合MSC.SuperForge和MSC.Marc计算平台,对一款30m×30mm的铝合金方管型材的挤压成形过程和模具的应力负载情况进行了数值模拟研究。对挤压变形过程中金属的应力和应变速率的变化情况进行了对比,发现金属变形时塑性变形较大的位置,对应的等效应力也较大。分析了模具的应力分布情况,对方管型材模具的设计提出了优化方案。证明数值分析手段,能够为模具的设计提供有效的参考依据。     

BL-φ76-1铝合金型材挤压模具设计

针对一种给定的复杂空心铝合金型材(BL-φ76-1)进行平面分流组合模的设计。结合型材的特点设计了模具的分流孔、分流桥、焊合室、模芯、工作带、模孔、空刀的结构与尺寸。实践证明,模具设计合理,可以应用于实际生产。     

有限体积数值模拟技术在型材挤压变形规律研究中的运用

对基于欧拉描述的金属成形有限体积数值模拟技术进行了概括，通过6063铝合金坯料在挤压模具中变形的过程模拟，分别得到不同时刻的、与实际情况接近的材料变形的速度场、温度场等；该模拟结果反映了挤压时金属的实际变形规律，这表明有限体积数值模拟技术适合解决如挤压这种大变形的三维模拟问题。     

铝合金型材挤压流变行为研究

以L型断面铝合金型材为研究对象,分析了模孔位置、工作带尺寸等因素对挤压过程金属流动行为的影响,设计了有效平衡金属流动速度的不等长工作带结构尺寸,获得了挤压型材合理的固溶及时效处理制度,对比分析了挤压态和时效态挤压型材的晶间腐蚀行为。     

两种数值模拟方法在铝合金挤压模具优化设计中的对比

利用MSC.Marc和MSC.SuperForge两种数值模拟软件对铝合金挤压棒材件进行分析对比,有限体积法在工程应用中对大挤压比、形状复杂的型材的挤压成形计算具有较大的优势.针对平面导流模具和分流模具对其在挤压过程中坯料的应力分布和速度场分布进行了详细的比较分析,发现坯料应力的分布与工作带高度的设定、出材的流动是否均衡没有直接的联系.     

水冷式电机壳铝合金型材内嵌型分流挤压模结构

介绍了水冷式铝合金电机壳的结构特征、应用情况和电机壳用铝合金型材挤压模的传统结构及其不足之处.提出了一种新的模具结构,新的结构采用的是由三件组成的分流模,是在传统结构基础上增加了一个前置分流板,可以降低挤压力和提高模具的强度;同时在上模中采用了子母上模进行镶嵌的结构方式,这种结构可以简化模具加工、节约材料和提高模具的制...     

FEM simulation of aluminum extrusion process in porthole die with pockets

In order to investigate the effects of pockets in the porthole die on the metal flow, temperature at the die bearing exit and the extrusion load were contrasted with the traditional die design without the pockets in the lower die. Two different multi-hole porthole dies with and without pockets in lower die were designed. And the extrusion process was simulated based on the commercial software DEFORM-3D. The simulation results show that the pockets could be used to effectively adjust the metal flow and especially benefit to the metal flow under the legs. In addition, the maximum temperature at the die bearing and the peak extrusion load decrease, which indicates the possibility of increasing the extrusion speed and productivity.     

多腔壁板铝型材分流组合模具挤压过程模拟

应用Pro／E建立分流组合模的几何模型，利用锻造专用有限元软件对多腔壁板铝型材挤压过程进行数值模拟，获得挤压过程中的挤压力、应力场、速度场及金属填充和流动情况，提供了选择挤压设备的依据，对同类产品工艺开发及模具设计具有一定的指导意义。     

铝合金壳盖压铸工艺优化研究

通过对铝合金壳盖压铸件进行实体造型,采用铸造数值模拟软件Z-Cast对铝合金壳盖压铸过程的压力场、速度场和温度场进行数值模拟,根据模拟结果分析浇注系统和溢流槽尺寸的合理性,重新设计、优化浇注系统的形状和布置位置,得到合理的压铸方案。对于铝合金压铸件结构和压铸工艺设计有着重要的指导意义。     

6063铝合金铸轧板冷却过程的数值模拟

利用ANSYS Workbench软件对初始温度为548℃的6063铝合金铸轧板的冷却过程进行数值模拟,通过分析温度场和应力场,确定空冷至室温所需的时间及空冷时铸轧板易产生裂纹的可能位置。模拟结果表明,对于铸轧出来的6063铝合金板材,在滚道上自然冷却1800 s后接近室温状态;铸轧板实际冷却时,边部与表面中央部位易产生裂纹。     

Numerical simulation of continuous roll-casting process of aluminum alloy

In order to improve the strip quality of continuous roll-casting process （CRP） of aluminum alloy, the investigations of the flow behavior within the metal pool, the heat transfer condition between roll and strip, the pouring temperature of molten alloy, the roll-casting speed and the control of the position of solidification final point are important. The finite volume method was applied to the analysis of the continuous roll-casting process. A two-dimensional incompressible non-Newtonian fluid flow with heat transfer was considered, which was described by the continuity equation, the Navier-Stokes equation and the energy equation. With this mathematical model, the flow patterns, temperature fields and solid fraction distributions in the metal pool between two rolls were simulated. From the calculated results, the effects of technical parameters to the position of solidification final point are obtained. The simulated results show that the roll-casting speed and pouring temperature have an enormous effect on the temperature distribution and the position of solidification final point.     

淬火态7005铝合金的热变形行为

在Gleeble-1500热模拟仪上进行热压缩实验,研究在变形温度250-450°C、应变速率0.0005-0.5 s^-1时淬火状态下的7005铝合金的热变形行为。实验结果表明：淬火状态7005合金的流变应力受变形温度和应变速率的双重影响,热变形过程中的流变应力可用Zener-Hollomon参数的指数型方程表示。通过比较本构方程计算出的流变应力和实验测量的流变应力发现预测结果和实验结果有很好的相符性。基于动态材料模型,在真应变为0.1、0.3和0.5处构建了淬火状态下的7005铝合金的热加工图。通过加工图分析及微观组织观察发现合金的最优热加工区域为：270-340°C,0.05-0.5 s^-1,在该区域内变形时合金发生了合理的动态再结晶行为。合金的流变不稳定性与绝热剪切带以及局部流变的产生有关。因此,为获取满意的性能,在热加工时应避开这些不稳定的区域。     

基于FEM的铝型材分流焊合挤压过程数值模拟

铝型材的分流焊合挤压相对于其它传统的挤压方法,在生产中空型的管类型材时具有非常大的优势.本文基于FEM方法,利用DEORM-3D对薄壁铝合金圆管型材进行了从分流-焊合-挤出成形的全过程模拟.得到了挤压过程中的网格变形图和行程载荷曲线.同时针对分流模变形抗力大的特点,进行了模具的受力变形分析,对挤压过程中模具可能出现的失效进行预测.模具应力分析结果表明,分流孔及其模芯处变形量大,应力集中明显,容易磨损,设计模具时应重点考虑这些部分,以提高模具寿命.其模拟结果为模具设计和工艺参数选择提供理论依据.     

固溶时效处理对7005铝合金冲击性能的影响

采用光学显微镜、SEM和冲击试验机研究了固溶时效处理后的7005铝合金的冲击性能。结果表明,7005铝合金铸态组织中晶界比较宽大,并且在晶内存在大量的非平衡析出相,经固溶时效处理后晶粒内的颗粒析出相的数量大量减少。铸态合金晶界上析出相含有较多的Zn、Mg、Mn元素,固溶时效后在合金晶粒内部存在的析出相主要为η(MgZn₂)平衡相,在晶界上仍然残留有部分AlZnMg(Mn)析出相,该析出相具有较好的热稳定性,无法完全回溶。固溶时效后,合金晶粒内的颗粒状析出相大部分溶入基体,使固溶度增加而使合金强度增高,改善了7005铝合金的冲击性能。