镁合金型材挤压过程数值模拟及模具优化设计

挤压模具设计的合理性对镁合金挤压件的质量具有决定性作用。本文采用有限元软件对某复杂薄壁空心型材的挤压过程进行了模拟,获得了镁合金在变形中的流动分布以及应力应变分布。通过对模具薄弱处的分析,提出了优化分流孔和设置阻流坎的方法以平衡模具内金属的流速。通过验证,优化方法均能解决初始模具中流速不均的问题。     

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.     

铝合金空心型材分流模挤压成形全过程温度场的数值模拟

采用焊合区网格重构技术,解决包括分流与焊合过程的空心型材分流模挤压成形全过程温度场模拟问题,以一种典型大断面铝合金空心型材分流模挤压成形为实例,分析挤压速度和坯料温度对模孔出口处型材最高温度及型材横断面温度分布的影响,提出合理的坯料温度和挤压速度范围。结果表明：挤压速度对模孔出口处型材横断面温度分布不均匀性的影响较大,而坯料温度的影响较小：当挤压速度由0.6 mm/s增大到3.0 mm/s,坯料温度为500℃时,模孔出口处型材横断面上最高与最低温度的差值(最大温差)由28℃增大到60℃;而当挤压速度一定,坯料温度在480~520℃变化时,型材横断面上最大温差的变化不超过3℃。6005A型材的合理挤压条件：坯料温度520℃时,挤压速度范围为0.63~0.93 mm/s;坯料温度500℃时,挤压速度范围为0.87~1.14 mm/s;坯料温度480℃时,挤压速度范围为1.10~1.34 mm/s。     

铝合金型材挤压模优化设计

通过对铝合金型材挤压模具造型,并采用软件Hyper Xtrude对其挤压成形过程进行了模拟。通过对型材截面形状特征与对原模具的模拟结果的分析,以模拟的挤压参数的精确预测为依据,结合设计经验,对模具进行了优化设计。同时,为了获得更好的型材质量与更高的生产效率,探究多级模具焊合室对型材质量的影响。通过对各方案的模拟,最终得出挤压速度更均匀、型材质量更好、更适合于生产的模具。     

7005铝合金齿轮泵体型材挤压过程模拟

用有限单元法对7005铝合金通过平面分流模成型齿轮泵体型材的主要过程进行了模拟.针对成型过程中的焊合不良,模具损坏等问题,对相关的工艺参数进行了分析,并结合模拟结果,提出了相应的改进措施.     

基于PROE的铝合金型材挤压成型数值模拟及模具结构优化研究

随着铝合金大型空心截面型材的结构形状越来越复杂,以及对成形件质量、强度、寿命和可靠性的要求不断提高,传统的工艺设计方法已经不能满足其快速发展,出现了试制周期长、产品合格率不高、产品的工艺稳定性无法保证等问题。因此,采用PROE软件对某一高速列车车壁的大型空心截面型材的挤压成形工艺进行模拟仿真,并对模具型腔内铝材的变形机制和流动规律进行了系统的研究,获得了模具结构参数和工艺参数对挤压成形过程的影响规律。提出了两种优化设计方案,经过对比试验的验证表明,优化后的模具结构有效地解决了初始模具中的整体应力分布不均的问题。     

空心铝合金铰链型材挤压模设计

分析了空心铰链铝型材的结构特点,通过实际案例介绍了空心铰链型材挤压模关键参数的优化设计,并对不同方案的试模结果进行了比较,确定了模具中心的选择方式和分流孔数目与布置的方法,对此类型材模具设计提供一定的参考。     

铝合金空心型材挤压截面内凹变形有限元分析及模具结构优化设计

截面变形是复杂空心型材挤压过程中经常遇到的难题,实际生产中需通过反复试模、修模才能得到合格的产品。针对6063铝合金空心型材截面内凹问题,采用数值模拟方法获得了挤压过程中不同方向上的金属流速及模具焊合室内不同高度的压力分布,分析与讨论了产生缺陷的原因,并优化了模具结构。模拟仿真结果表明,添加阻流块后挤压过程中型材不同位置和不同方向上的流动速度更加均匀,挤出型材向内凹的现象得到改善。实测结果显示,采用改进后的模具结构,挤压型材最大内凹量减小为0.15 mm,可以满足实际应用要求。     

基于HyperXtrude的铝合金矩形型材挤压工艺优化设计

采用HyperXtrude软件模拟了7005铝合金矩形型材的挤压过程,系统地研究了7005铝合金矩形型材挤压温度与挤压速度对挤压结果的影响。结果表明:合金的应力随挤压温度的增大而减小,挤出型材温度随挤压温度的升高而升高。合金的应力随挤压速度的增大而增大,挤出型材温度随挤压速度的增大而升高。适宜的挤压工艺为:挤压温度450℃、挤压速度6 m/min。     

AZ31镁合金薄壁空心型材挤压过程数值模拟与模具优化

采用基于AZ31镁合金的本构方程与ALE算法的HyperXtrude软件,针对某一AZ31镁合金薄壁空心型材的挤压过程进行数值模拟,根据初始模具设计的不足,提出优化模具工作带长度和增设阻流坎两种优化设计方案。结果表明,优化方案有效地解决了初始模具设计中速度分布不均的问题;采用优化方案生产的型材截面上的温度分布和应力分布更加均匀;对于复杂薄壁空心型材,增设阻流坎比优化工作带长度更加适用。     

小空心铰链型材挤压模的优化设计

叙述了小空心铰链型材在挤压过程中存在的问题，提出了新的设计方案。结果表明，用这种新方法设计的舌型模，不仅其产品表面质量好，模具的使用寿命长，且提高了生产效率和经济效益。     

基于Deform-3D方管铝合金型材等温挤压的变速挤压数值模拟

基于Deform-3D有限元分析,建立分段变速挤压模型对方管铝合金型材的挤压工艺进行数值模拟研究。结果表明:挤压速度越高,型材在模具出口处温度越高,温度差也越大,采取7,5和3 mm·s-1的分段变速挤压能有效实现模具出口处温度差恒定于8℃左右的等温挤压。在等温挤压环境下,最大等效应力值为47.4 MPa,最大等效应变值为7.92,最大损伤程度为1.70,比中间速度5 mm·s-1等速挤压模型的相应值分别下降了10%、23.8%和48.5%,且型材表面质量好,金相组织细致均匀,力学性能高。     

铝材长方形空心管挤压过程数值模拟与模具结构优化设计

对AA1100铝材长方形空心管的挤压过程使用数值分析软件SuperForge进行数值模拟。在挤压生产中,金属流出工作带时的流速均匀性是得到高质量型材的关键。在挤压生产中通常采用几种方法修改模具,消除流速不均,例如修改分流孔的大小、形状和位置分布,修改工作带长度和焊合室形状尺寸等。本文通过数值模拟发现在长方形空心管挤压的初始模具设计中型材截面流速不均匀,造成端面不平。对此,提出了三种模具修改方案,并分别对其进行了数值模拟,经过分析比较确定了最佳模具设计方案,由此方案可以生产出合格的挤压件。     

铝合金大型异形空心型材挤压技术解析

全面系统地论述了铝合金大型异形空心型材的生产方法和艺路线,模具设计与制造,挤压工艺及质量控制等方面的关键技术问题。着重分析了挤压过程中出现的主要问题及解决办法。特别是对大民面多孔薄壁异形空心型材的成形问题、模具结构要素设计和修模等疑难技术问题进行了详细的解析,提出了获得优质大型异形空心型材的技术条件和最佳工艺方案与参数。     

铝合金螺旋面挤压过程数值模拟及模具优化

采用模拟软件Deform-3D基于热力耦合对6063铝合金螺旋面型材挤压成形过程进行模拟,获得了挤压过程中载荷-时间曲线、应变场、应力场、速度场及金属流动情况。结果表明,金属流出工作带后,在同一截面内的应力、应变分布不均,型材内部金属发生回弹运动,使螺旋面的螺旋升角变小。针对上述问题,提出在模具工作带后面增设可拆卸式矫正器的方法,保证铝合金螺旋面螺旋角度的精度。最后,通过实验验证了这一方法的可行性,模具优化后螺旋面螺旋升角由11.96°提高至20.99°,螺旋面精度提高了33.7%。     

6005A复杂截面铝合金车体型材挤压过程数值模拟与组织性能研究

以复杂截面的6005A铝合金车体挤压型材为研究对象,利用Hyperxtrude有限元软件对挤压过程进行模拟,分析了挤压变形过程中的温度场、速度场及形变场分布。在75 MN挤压机上对铝合金型材进行挤压成形,采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)观察和硬度实验,研究了挤压过程中铝合金型材的组织及性能的变化,并与模拟结果进行了对比。结果表明:由于挤压型材尺寸比较复杂,同一截面上温度、速度和变形量的分布差别较大,对应温度高、速度快及形变量大的部位,其组织细小且第二相数量较多,硬度高;由于型材挤压过程中会产生明显的热效应,导致型材尾部的温度高于型材头部的温度,且型材尾部组织更加均匀,第二相分布更弥散,硬度值更高。     

复杂截面空心铝型材挤压过程数值模拟

以某建筑用复杂截面空心铝型材为研究对象,进行连续挤压成形模设计。利用仿真模拟技术获得挤压过程中金属的流动变形情况,根据分析结果,提出了改进工作带及分流孔形状尺寸的方案。模具结构经过改进后,型材出口处金属流速均匀,数值模拟与试模结果吻合,为模具设计提供了理论指导,减少了试模成本。     

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。     

基于ANSYS的铝合金铸件凝固过程温度场的数值模拟

利用有限元分析软件ANSYS对铝合金铸件凝固过程中的温度场进行了数值模拟,得到了合金铸件各点温度随时间变化的规律。并进行了温度场的实际测量,与模拟结果符合较好。结果表明：通过建立合理的模型和设置合理的边界条件,ANSYS可精确完成温度场的数值模拟。     

铝合金宽幅带筋型材挤压模具优化设计

优化船用铝合金带筋宽幅型材挤压模具结构,对不同模具设计方案进行讨论分析。利用有限元分析软件HyperMesh进行数值模拟,获得挤压过程中模具位移及应力场的变化规律;结合工程实验,验证模具设计方案的可行性;调试相应挤压生产工艺,对挤压设备进行配套改造,得到最优模具结构。结果表明,采用无缝管挤压模具方案进行生产,可得到一体成型的尺寸较大、性能较好的带筋型材。