半固态扩展挤压A2017合金过程中金属流动的有限元分析

应用有限元方法分析了半固态扩展挤压A2017合金过程中金属的流动规律.分析表明:从中心区域向两边侧壁,合金速度逐渐减少,有时在从中心向两边侧壁的中间区域出现涡流过渡区;不存在台阶θ时,涡流区θ较小;倾角越大,涡流区域越小,且死区较小;定径带出口越宽,出口流速越小,涡流区越小,死区也越小.设计无台阶且较小的倾角的扩展挤压模较为合理,在定径带断面的长向与宽向上,尺寸应尽量相等.     

A356铝合金轮毂半固态挤压铸造成形数值模拟

通过建立A356铝合金的半固态表观粘度模型,采用计算机模拟方法对A356铝合金轮毂半固态挤压铸造成形工艺进行了研究.通过分析挤压速度、半固态浆料充填温度及模具预热温度对铝合金轮毂半固态成形性能的影响,探讨了不同条件下的金属流动特点和温度分布规律.结果表明,对该尺寸铝合金轮毂的最佳成形工艺:半固态浆料充填温度为600℃,模具预热温度为300℃,挤压速度为5 mm/s,保压时间为25 s.     

直齿圆柱齿轮半固态挤压成形的数值模拟研究

采用商业有限元软件DEFORM-3D对7075铝合金直齿圆柱齿轮半固态挤压成形过程进行了数值模拟,得到其变形过程中的流动速度场和压力-行程曲线,分析了金属流动的规律.模拟分析结果表明,可以实现对7075铝合金的半固态挤压充型的模拟,进而获得充型完整、内部组织致密的成彤件.     

6061铝合金半固态成形过程数值分析

在热模拟压缩试验的基础上,对半固态触变成形本构关系及半固态流变黏度模型进行了研究并给出了相应的本构方程.采用DEFORM-3D模拟了6061铝合金轮毂半固态触变成形过程,进行了模具优化和成形力的分析.采用ANYCASTING模拟了两种铝合金零部件的流变成形,分析了模具尺寸、充型温度及充型速度对铝合金半固态浆料充型过程的影响,获得了最佳半固态成形工艺,并对铸件缺陷进行了预测分析.     

6063铝合金半固态反挤压数值模拟

对采用近液相线半连续铸造方法制备的6063铝合金半固态坯料进行了热模拟压缩试验。根据试验获得的不同温度与应变速率下的应力-应变曲线,采用有限元软件DEFORM-3D对温度为615～625℃、应变速率为0.1～5.0s-1、最大变形程度为60%条件下的半固态铝合金反挤压成形过程进行了数值模拟。研究了变形程度、变形温度、凸模速度、摩擦因数对成形过程的影响,并对变形工艺参数进行了优化。结果表明,随着变形程度增大,处于大变形区内的材料流动速度与方向变化明显,小变形区也逐渐参与变形,变形的不均匀性更加明显。随凸模速度的增大,坯料流动速度加快,整个变形的不均匀程度加剧,对成形不利。随着变形温度的升高,处于大变形区内的材料等效应变明显增大,而材料各点的等效应力均有所减小。摩擦条件对材料变形的影响不显著。     

基于DEFORM-3D的7075铝合金筒型件半固态成形有限元模拟及试验验证

使用三维模拟软件DEFORM-3D,模拟了7075铝合金深腔筒型件的半固态成形过程,分析了坯料温度、模具温度及加载速度对筒型件成形过程的影响。结果表明,提高模具温度和坯料温度,能显著降低坯料的变形抗力;提高模具温度和加载速度可以减少热量损失,提高半固态坯料的充型能力。最优工艺参数为：坯料温度610℃,模具温度350～400℃,加载速度15mm/s,此时,材料最大等效应力值为69.9MPa。通过试验验证表明,在模拟参数下进行半固态成形,筒型件外形完整,表面品质高,组织致密,无成形缺陷。     

基于有限元法的铜母线连续挤压扩展成形过程的数值模拟

基于刚粘塑性有限元理论,采用有限元软件DEFORM3D,对铜母线连续挤压扩展成形过程进行模拟,分析模腔内部金属的流动规律以及温度场、速度场、应力应变场的分布情况.模拟结果表明,金属变形剧烈部位主要集中在挡料块附近和挤压模腔中心区域,上述区域的温度高、应力应变大.模拟结果对实际生产具有很好的指导作用.     

A356铝合金挤压铸造过程数值模拟与试验验证

借助ProCAST软件,对A356铝合金构件挤压铸造过程进行了数值模拟研究。结果表明,凝固从铝熔体与模具的接触面开始,拐角区中心处最后凝固。随浇注温度和模具温度升高,凝固时间增加,但比压的增加导致凝固时间缩短。拐角区等效应力最大,中心区等效应力最小。随浇注温度和模具温度升高,最大等效应力下降。最优工艺参数:浇注温度为680～720℃,模具温度为200～300℃,比压大于200MPa。成形试验表明,在优化工艺参数下,成形件充型完整,表面品质高,组织致密,无铸造缺陷。     

套筒扳头挤压成形过程的计算机模拟

利用DEFORM^TM有限元数值模拟软件对套筒扳手的挤压变形过程进行了模拟分析，基于计算机数值模拟的结果，对同一工件采用热、温、冷挤压三种成形工艺进行了比较，进而对套筒扳手成形工艺的改进提出了建议。     

半固态金属成形过程的数值模拟技术概况

随着计算材料学的日趋成熟以及计算技术的不断提高，金属成形过程的数值模拟技术得到了快速发展，并已经成为当前材料科学研究领域的热点之一。本文介绍了金属成形过程的数值模拟计算方法、半固态成形过程的数值模拟等方面的国内外研究进展，分析了国内外在该领域存在的差距。     

SiC_P/AZ61复合材料半固态触变成形工艺的数值模拟研究

通过Deform软件对SiCP/AZ61复合材料半固态触变成形过程进行数值模拟,研究了成形过程中的应力、应变分布和工作载荷规律,并且与常规态材料成形进行了比较。结果表明,SiCP/AZ61复合材料半固态触变成形具有变形抗力小,应力、应变分布均匀的特点,且材料流动性、充填性能都优于常规态材料,能够一次成形复杂形状零件。     

A356合金半固态充型过程的数值模拟

利用ANSYS有限元软件分别对A356合金轮毂压铸件在不同充型温度、压射速度条件下,半固态浆料的流动及其传热现象进行了耦合数值模拟。通过模拟结果的分析,考察了充型温度及压射速度对充型过程中半固态浆料流动及温度分布的影响,发现当充型温度为590℃、压射速度为5m/s时,半固态浆料充型效果最理想,有利于获得组织致密的成形件,为A356合金半固态压铸成形工艺的制定和优化提供了依据。通过试验,对数值模拟所获得的工艺参数进行了验证。     

轮辋挤压成形数值模拟研究

采用MARC/superform软件对轮辋挤压成形进行了数值模拟,得到了变形过程的金属流动规律。在保证零件成形及能耗最小的前提下,获得了毛坯及模具锥角的最佳值。     

基于多向锻挤技术汽车轴管成形过程数值模拟

运用数值模拟方法对汽车轴管的成形过程进行模拟分析,对其传统工艺进行优化。模拟结果表明:采用多向锻挤复合成形技术,大大减少了后续机加工工序和工作量,提高了生产效率,单件轴管节约材料3.2kg,料耗降低40%,获得了不错的经济效益。     

AlSi7Mg连杆半固态挤压铸造成形数值模拟

通过Magmasoft软件的Ostaward-de Waele粘度模型,对AlSi7Mg连杆的半固态挤压铸造成形过程进行了模拟,并对凝固过程进行了分析.通过数值模拟,获得了浇注温度、模具预热温度、冲头速度对连杆成形质量的影响规律.结果表明,优化的AlSi7Mg连杆半固态挤压铸造成形工艺参数为:浇注温度为576～585℃、模具温度为200～250℃、冲头速度为0.1～0.5m·s-1.在该工艺参数下进行半固态挤压铸造成形,金属浆料流动平稳,凝固时间较短,AlSi7Mg连杆铸件缺陷少.     

镁合金半固态坯料重熔过程数值模拟

选取了有限元软件ANSYS对镁合金半固态坯料重熔过程进行了数值模拟,并采用电磁感应加热方法。该方法不仅可以提高加热速度,还能使温度均匀化。通过改变电流密度、加热时间、初始温度及频率等参数,找出加热参数与坯料重熔参数之间的关系,以取得通过控制加热工艺参数来获取理想的镁合金半固态坯料组织的理论依据,从而指导生产过程。将所模拟的几组数据比较,选择电流密度为15e6Mm^2,对生产比较有利。考虑到实际的条件。提出了较低电流密度与多极加热结合的想法指导生产。     

旋铆成形过程的数值模拟分析

以2017材料的φ6 mm×16 mm铆钉为对象,基于Simufact.Forming有限元软件,运用点历史追踪法对其旋铆成形过程进行数值模拟研究,分析旋铆过程中的等效应力变化及应力分布情况,以及成形载荷变化规律及其影响因素。分析结果为某产品的旋铆工艺应用提供了理论依据。     

半固态镁合金触变成形数值模拟及试验验证

利用DEFORM-3D塑性有限元软件,对半固态AZ61触变成形过程进行了数值模拟,分析了半固态坯料与常规态坯料成形过程中的应力、应变分布和温度场,并对此两种坯料进行了触变锻造试验.结果表明,半固态镁合金材料具有变形抗力小,应力、应变分布均匀,通过对触变锻造试验和模拟结果的对比可知,二者拟合较为理想.     

闭挤式精冲工艺过程的数值模拟及参数优化

采用DEFORM-2D软件对不同参数坯料的闭挤式精冲过程进行了模拟,对闭挤式精冲中静水应力的变化规律进行了研究,静水压应力随着外环填充率的提高而增大,有利于精冲的顺利进行.采用brozzo断裂准则对闭挤式精冲的断裂进行了模拟,并通过与工艺实验所获得的数据进行对比,证明了当断裂值取0.2时,数值模拟与物理实验结果较为接近.