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.     

空心铝型材蝶形模设计与挤压过程有限元数值模拟研究

针对空心铝型材挤压件,采用传统分流组合模具和蝶形模2种设计方案,分别建立三维设计模型,结合常规等速挤压工艺参数,使用有限元数值分析软件Hyper Xtrude分别对2副模具的型材挤压过程进行有限元数值仿真模拟,同时运用软件的优化设计功能对2副模具的工作带分别进行优化设计。分析、比较铝合金金属在模具型腔内流动变形的形态、压力、速度以及模具结构内部应力、弹性变形等参数。结果表明:采用蝶形模挤压成形空心型材时,金属的流动及变形较传统模具挤压时更均匀,分流桥上端流动死区减小,挤压压力曲线平稳,模具的等效应力分布更均匀,延长了模具的使用寿命,提高了生产效率和合格率、降低了生产成本,提高了经济效益。     

数值仿真法在铝型材挤压成形模具设计与优化中的应用研究

针对某一截面较大、形状较为复杂的铝合金型材,研究了该铝型材的挤压工艺、并进行了模具设计.基于ALE的有限元软件HyperWorks,建立该铝型材挤压成形有限元数值仿真模型,对挤压过程进行数值仿真研究,从而获得型材挤压过程金属流动规律.根据仿真结果,分析了焊合室各层高度、尺寸形状和模具结构参数对型材挤压速度分布、材料粒子运动轨迹以及应力应变分布等金属流动行为的影晦规律,并对模具结构参数进行优化设计.计算结果表明:优化设计后的模具可以使模具出口处金属流动的速度相对比较均匀,减小产品扭曲变形程度,较好地满足该型材截面形状和尺寸精度方面的要求.     

数值仿真法在铝型材挤压成形模具设计与优化中的应用研究（英文）

针对某一截面较大、形状较为复杂的铝合金型材,研究了该铝型材的挤压工艺、并进行了模具设计。基于ALE的有限元软件Hyper Works,建立该铝型材挤压成形有限元数值仿真模型,对挤压过程进行数值仿真研究,从而获得型材挤压过程金属流动规律。根据仿真结果,分析了焊合室各层高度、尺寸形状和模具结构参数对型材挤压速度分布、材料粒子运动轨迹以及应力应变分布等金属流动行为的影响规律,并对模具结构参数进行优化设计。计算结果表明:优化设计后的模具可以使模具出口处金属流动的速度相对比较均匀,减小产品扭曲变形程度,较好地满足该型材截面形状和尺寸精度方面的要求。     

带拐角大尺寸悬臂空心铝型材挤压数值模拟与模具设计

针对带拐角大尺寸悬臂空心铝型材,建立三维挤压模和数值仿真模拟分析模型,结合常规等速挤压工艺参数,使用Hyper Xtrude有限元数值分析软件对型材挤压过程进行数值仿真模拟,分析铝合金金属在型腔内流动变形的形态、压力、速度以及模具结构内部应力、弹性变形位移等主要物理场量的数值分布情况,依据挤压过程数值仿真模拟结果对模具设计方案进行验证。实践应用效果表明:有限元数值模拟分析方法可以缩短铝型材设计研发生产周期、减少试模次数、提高生产效率和成品率、降低型材挤压生产成本。     

H65黄铜连续挤压成形过程的数值模拟

基于MSC.Marc软件平台,实现了对H65黄铜连续挤压成型过程的数值模拟,揭示了金属变形的流动特征,同时模拟分析得到连续挤压过程中应力应变场、速度场和坯料的温度场分布规律,为连续挤压模具设计及工艺参数确定提供理论依据。     

6082铝合金多筋连接件成形工艺分析及模具设计

针对6082铝合金多筋反挤压制件结构复杂、变形不均匀和局部变形程度较大的特点,提出了直接反挤压成形和两工序成形方案(先成形外筋板,再成形内腔)。基于MSC. MARC对两种不同的成形方案进行了有限元仿真分析,分别得到了挤压时的应力应变状态、载荷-行程曲线以及金属填充模具的情况。结果表明:采用反挤压一次成形时,筋板成形较困难,难以得到合格的产品;采用两工序成形方案得到的制件外形饱满,无明显缺陷,且材料利用率较高,成形过程中制件的最大等效应力为63 MPa,凸模最大载荷为308 k N。根据模拟结果确定了两工序成形方案,设计了工装模具并成功生产出合格零件,为该类多筋制件的生产提供了参考。     

多向塑性成形数值模拟研究

金属在多向受力状态下产生的流动复杂多变,人工预测及一些简单解析法计算无法准确预测金属的实际流动规律.本文用MSC/superform软件对复杂形状零件分别进行了多向挤压成形数值模拟.通过模拟结果可以看出,体积成形过程中金属的流动主要与模具型腔的形状以及填充系数有很大的关系,适当的填充系数不仅方便装料,更能减小坯料与型腔内壁的摩擦从而减少变形抗力及变形不均匀现象.模拟分析了金属在多向挤压时的载荷-行程曲线和等效应变的分布,为后续模具的设计提供科学的依据.     

银大塑性变形的有限元模拟

应用CAE(computer aided engineering)模拟仿真软件MSC.Marc,采用热力耦合弹塑性有限元分析模块,对纯银的挤压过程进行计算机模拟仿真.对挤压过程中银的流动情况进行分析,得出银的挤压流线与实际的情况相符,说明采用有限元软件模拟金属流动过程是可行的;对挤压过程中银所受到的应力应变进行分析,得出银在变形区内受到的应力最大,而银变形最剧烈的地方是从变形区进入定径带的部位.     

多边形铝型材挤压数值模拟与模具优化设计

以多边形铝型材为研究对象,采用HyperXtrude有限元对其进行挤压成型过程的数值模拟分析。结果表明,初始模具结构中材料流速不均匀,型材变形与模具应力均较大。通过改变焊合室的级数和调整工作带长度等措施,有效解决了挤压过程中材料分布不均匀的问题,同时降低了模具应力,提高了模具寿命。