焊合室深度及焊合角对方形管分流模挤压成形质量的影响

基于Deform-3D有限元分析平台,采用所开发的焊合过程网格重构技术,分析方形管分流模双孔挤压时焊合室深度及焊合角对成形质量的影响。结果表明:焊合面平均静水压力、分流桥底部等效应力及模芯最大偏移量随焊合室深度的增加而增加;综合考虑焊合质量、模具应力集中及型材尺寸精度等因素,分流模合适的焊合室深度为10～16mm;随着焊合角的增加,焊合室内死区体积及挤压力均增大,而模芯最大变形偏移量呈减小趋势;综合考虑焊合角对挤压过程死区大小、模芯的稳定性及挤压力大小的影响,分流模合适的焊合角为30?～45?。实验结果和模拟结果在金属流动景象、死区位置、死区形状等方面吻合较好。     

AZ31镁合金薄壁管挤压分流孔轴向倾角影响规律的仿真模拟

基于开发的AZ31镁合金薄壁管分流挤压精确、高效的DEFORM 3D有限元模型,模拟揭示分流孔轴向倾角β对挤压力、焊合压力及模口处坯料金属流速均匀性的影响规律,并对β进行优化设计。综合考虑挤压力、材料利用率、焊缝焊合质量、管材尺寸精度及其应用环境等因素,获得该规格AZ31镁合金薄壁管分流挤压模具的合理分流孔轴向倾角取值范围为5°~1°,最优分流孔轴向倾角为β≈5°(即内斜5°)。     

6061铝合金异形管材分流挤压模拟研究与优化

基于刚粘塑性有限元理论,采用DEFORM-3D有限元软件,对6061铝合金异形管材分流挤压工艺过程进行了数值模拟,揭示了挤压力的变化规律和坯料金属温度的分布规律.通过虚拟正交试验,获得了影响挤压力峰值的因素主次顺序为:工作带长度L＞焊合角θ＞焊合室深度h.以降低挤压力峰值为优化目标,获得了该规格6061铝合金异型管材分流挤压工艺最优水平组合为焊合室深度h=20mm,焊合角θ=35°,工作带长度L=5mm.     

AZ91镁合金管转角扩径分流挤压成形工艺分析及模具设计

根据目前扩径挤压技术存在的问题，提出了一种新的镁合金管转角扩径分流挤压技术。扩径挤压的管材外径大于挤压坯料的外径，而传统的挤压管材外径小于挤压坯料外径。扩径分流挤压方法可实现小直径坯料挤压大口径管材，可降低挤压力以实现小吨位设备挤压大口径管材。还可利用转角剪切变形增加预焊合金属变形量，提高镁合金再结晶程度，提高生产效率，节约成本。设计了转角扩径分流挤压模具，并通过有限元法分析了AZ91镁合金扩径分流挤压成形过程。结果表明，整个挤压过程中金属流动顺畅，无折叠和充填不满等缺陷；通过控制工艺参数可控制温升在合理范围内，经过转角变形后等效应变达9.0左右，焊合室内焊合压力可达230 MPa,完全满足焊合要求；在所研究的参数范围内，焊合压力随着挤压速度的增加先增加后减小，随着挤压温度的增加焊合压力逐渐减小。     

平面分流焊合成形力的工程简易算法

平面分流焊合模在有色金属型材挤压中得到较多的采用，结合金属流动的数值模拟结论和对ＭＢ２合金实际单位挤压力的研究结果，给出了平面分流焊合挤压力的工程简化计算方法，与实际相比，工程相对误差小于１０％，可供实际参考。     

平面分流焊合成形力的工程简易算法

平面分流焊合模在有色金属型材挤压中得到较多的采用，本文结合金属流动的数值模拟结论和对ＭＢ２合金实际单位挤压力的研究结果，给发流焊合挤压力的工程简化计算与实际相比，工程相对误差小于１０％，可供实际参考。     

AZ31镁合金薄壁管分流挤压速度影响规律仿真研究

基于DEFORM-3D平台,以军用战地发射塔天线用AZ31镁合金薄壁管分流挤压工艺过程为研究对象,研究建立了精确、高效的AZ31镁合金薄壁管分流挤压有限元模型。模拟研究揭示了挤压速度对挤压力、焊合压力及模口坯料金属峰值温度的影响规律。基于所得规律,综合考虑挤压力、焊合质量及挤出管材表面质量要求,获得了该规格AZ31镁合金薄壁管在2000t挤压机上的合理挤压速度范围为3.5~7mm/s。     

复杂断面空心型材的双级分流模挤压过程模拟分析

对于非对称断面、大壁厚且空心的复杂断面空心铝型材,采用常规分流模挤压时很难平衡金属流速,型材挤出后经常产生弯曲或扭拧现象。为此,提出了在常规分流模前增加一级分流模,使传统的分流-焊合-成形的3个阶段变为预分流-分流-焊合-成形的4个阶段,进而达到平衡金属流速目的。研究结果表明:双级分流模比常规分流模挤压时金属流动均匀性得到了改善;各孔金属流速平均值为6.41 mm·s-1,方差为0.2511且降低了65%;挤压温度场分布均匀,温差在7~12℃之间范围内,抵消了温差不均匀的影响;焊合室内静水压力平均值约为290 MPa,模芯周围静水压力分布均匀,模芯不易发生移动。     

TC4钛合金Y型材热挤压成形工艺优化及组织演变

采用控制单一变量法设计型材挤压试验,通过DEFORM-3D有限元软件模拟分析不同挤压模角、挤压温度和挤压速度对热挤压成形过程中金属流动、等效应力、等效应变及最大挤压力的影响。模拟结果表明,当选择挤压模角45°、挤压温度1050℃和挤压速度120mm·s^-1时,TC4钛合金Y型材挤压变形过程中的挤压力最小且产品表面质量最好。基于模拟结果,对钛合金Y型材进行挤压工艺试验并观察挤出产品的金相组织。试验结果表明,在挤压模角、温度和速度选择合理的情况下,可以挤出表面、平直度、尺寸等合格质量的TC4钛合金Y型材且挤压后微观组织得到了细化。     

蝶形模具挤压过程的数值模拟

在Simufact9.0软件平台上,采用基于Euler网格描述的有限体积法,对蝶形模具非稳态挤压过程进行数值模拟,并与传统模具进行对比.数值模拟结果表明:当采用蝶形模具挤压方型管材时,金属的流动及变形较传统模具挤压时的更加均匀,分流桥上端及焊合室的死区减小;挤压力曲线平稳,没有明显的突变,突破分流孔的挤压力较传统模的降低约72.2%,最大挤压力降低约17.3%;模具的等效应力分布更加均匀,最大等效应力降低约11.2%,模具的使用寿命提高,且分流桥的弹性变形减小,模芯的稳定性提高.     

平面分流组合模三维实体造型与有限元分析

以有限元软件ANSYS为工作平台,建立平面分流组合模的三维实体模型,在确定边界条件和工作载荷的基础上,对模具在挤压过程中的温度场和应力场进行了有限元计算。通过对计算结果进行分析,发现在模桥与模芯相接处有较大的应力集中,与出现裂纹的位置相吻合,说明应力集中是模具桥裂的主要原因之一。这一结果与生产实际情况相吻合。     

空心铝型材分流组合挤压模CAD系统开发

利用面向对象的设计思想,采用对象模型技术(object modeling technology,OMT)方法,确定了铝型材分流组合挤压模CAD系统的整体构架。用UG/OPEN API接口和UG/OPEN GRIP语言的功能,开发了空心铝型材分流组合挤压模CAD系统。实例证明,利用该系统可以方便地设计出参数化的铝型材分流组合挤压模。用有限体积法模拟铝型材挤压过程,分析金属流动、应力的变化,为优化挤压模结构提供依据。     

基于UG的铝型材分流组合挤压模CAD系统建模与开发

根据铝型材平面分流挤压模的设计原理和结构特点,利用面向对象的设计思想,在系统分析和设计的基础上,捎肙MT(Object Modeling Technology,对象模型技术)方法,确定了铝型材分流组合挤压模CAD系统的整体构架.利用UG/OPEN API接口和UG/OPEN GRIP语言的功能,建立了铝型材分流组合挤压模CAD系统.实例证明,利用该系统,可以方便地设计出参数化的铝型材分流组合挤压模.     

Non-steady FE analysis on porthole dies extrusion of aluminum harmonica-shaped tube

According to the rigid-viscoplasticity finite element method, the porthole die extrusion process of an aluminum harmonica-shaped tube was successfully simulated based on software Deform-3D. The distribution of stress field, effective strain field, velocity field and temperature field during the extrusion process were discussed and the metal flow in welding extrusion was analyzed. The simulation results show that the material flow velocities in the bearing exit are non-uniform with the originally designed die and the forepart of the profile is not neat or even. Aiming at solving this problem, the modification method of die structure was improved. The result shows that the uniform material flow velocities in the die exit and a perfect extruded are obtained by modification bearing length.     

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。     

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.