Al-5Ti-B合金等径角挤压变形过程的数值模拟

运用有限元模拟等径角挤压过程(ECAP),分析了试样的变形条件与模具的受力状态和金属的流动规律。材料的变形主要集中在模具两个通道的拐角处,变形梯度较大。在ECAP过程中不可避免产生末端效应,因此试样应该足够长,以便能够产生一个稳定变形区,从而获得良好的挤压效果。挤压速度对等径角挤压的影响不大,考虑到挤压效率的影响,应采用较高的挤压速度。     

减径挤压工艺成形极限分析

采用刚塑性有限元法对λ=1．2时轴杆类零件减径挤压工艺进行模拟,获得了减径挤压变形流动规律和成形力——行程曲线,给出了减径挤压成形的四种典型流动模式：研究了在不同减径比λ和模具锥角2α时减径挤压变形的成形趋势,给出了基于典型流动模式的金属流动分类表,获得了减径挤压工艺正常进行的条件;同时研究了工件材料和成形温度对减径挤压变形的影响。所得结果扩展了减径挤压的研究方式和应用范围。     

AZ31镁合金连续挤压扩展成形流动速度分布规律

为了解镁合金连续挤压扩展流动规律与工艺条件的关系,基于DEFORM.3D软件,建立镁合金的刚塑性有限元模型,通过数值模拟分析连续挤压过程坯料沿纵向对称面上的速度演变规律,探讨挤压轮转速对坯料各层面速度分布的影响机制。结果表明,在连续挤压过程中,金属流动速度在各变形区呈不同变化趋势。轮槽区的速度呈现由轮槽底面向封料面逐渐降低的分布形态;直角弯曲区的流道底部速度最高;扩展区由中心向两侧流动速度逐渐减小;在阻流区和模具区,流动速度的差别减小。随着挤压轮转速的增大,直角弯曲区和扩展区各层面金属的速度差值增大,流动的不均匀程度增加。连续挤压过程中金属的这种流动分布特点缘于轮槽面的摩擦驱动力与型腔壁摩擦阻力的相互作用。     

连续等径角挤压制备超细晶铜

介绍一种制备超细晶材料的新技术———连续等径角挤压,它将连续挤压技术应用于制备超细晶材料的等径角挤压工艺,解决了传统等径角挤压不能制备大尺寸超细晶材料的问题,该技术对超细晶材料的推广应用具有重要意义。通过DEFORM3D对铜的连续等径角挤压过程的数值模拟,得到变形过程中金属的流动、应变场和温度场情况,并对不同变形速度和摩擦条件下的变形过程进行比较,得到优化的工艺参数,并以此参数进行实验。实验结果表明,连续等径角挤压后铜的硬度明显上升,连续等径角挤压3道次后,硬度趋于饱和;连续等径角挤压12道次后,铜的平均晶粒尺寸为400 nm。     

轴向振动辅助冷挤压花键套成形力分析

对有无振动辅助的轴向冷挤压花键套过程进行有限元模拟,分析对比了两者的金属流动规律和成形力变化。发现施加振动辅助后冷挤压花键套最大成形力降低了10%左右,持续时间短且周期变化,减少了花键套成形过程因应力过大而出现的缺陷,且金属流动更好,有利于提高成形件性能。采用正交试验探究了振动幅值、振动频率和挤压速度对挤压成形力的影响规律。结果表明,挤压速度对各个阶段的挤压成形力影响最为显著;在模具齿挤入阶段和坯料齿成形阶段,影响挤压成形力的第2因素是振动幅值,振动频率次之;在模具齿退出阶段,影响挤压成形力的第2影响因素则是振动频率,振动幅值次之。     

连续等径角挤压及其成形过程的三维数值模拟

连续等径角挤压是一种制备大尺寸超细晶材料的新技术,它结合了等径角挤压和连续挤压技术的特点,解决了等径角挤压不能制备大尺寸超细晶材料的问题,该技术对超细晶材料的推广应用具有重要意义。利用DE-FORM3D软件对纯铜连续等径角挤压变形行为进行了数值模拟,分析了变形过程中材料的流动、应变和温度变化情况,并对不同变形速度、摩擦条件和模具结构下的变形过程进行了比较,为连续等径角挤压工艺提供了理论指导。     

履带板挤压成形加载速度对金属流动规律影响的研究

利用有限元分析软件模拟履带板挤压成形过程中加载速度对金属流动规律的影响.通过对不同侧向挤压速度时,上凸模载荷-行程曲线图、变形均匀性-速度图,纵向挤压速度υ1=10mm/s时侧凸模载荷-行程曲线图的分析,得出了最佳挤压速度.并利用速度矢量图阐述了挤压成形时金属的流动规律.     

型材挤压模工作带长度设计计算的数学建模

本文采用有限元方法 ,以型材挤压过程的有限元模拟为基础 ,研究了局部挤压比、挤压带面积和模孔距离对金属流动速度的影响 ,获得了型材挤压过程的变形流动规律。并综合主要模具结构参数对金属流动速度的影响 ,建立了铝型材挤压模模孔工作带设计计算的数学模型。选择实际型材零件按本文推导的公式设计了工作带长度 ,并与实验进行了验证 ,结果表明挤压效果良好。该公式可用于铝型材挤压模工作带长度设计计算     

镁合金及纯铝连续挤压流动均匀性对比研究

根据连续挤压扩展成形的特点,基于Deform-3D软件建立镁合金及纯铝的刚塑性有限元模型,进行连续挤压过程的数值模拟,分析挤压轮转速、产品宽度和金属流动通道长度对两种材料流动均匀性的影响程度。模拟结果表明:随着挤压轮转速的提高和产品宽度的增大,镁合金及纯铝在模具定径带处的流速均方差均增大,两种材料的增大速率相近,并且镁合金的流速均方差均大于纯铝的;在板材连续挤压扩展成形中,流动通道长度的改变导致纯铝在模具定径带处的流速均方差的变化幅度比镁合金大。     

液态挤压过程中金属流动速度与等效应变的分析

分析了液态挤压过程中金属的流动和变形特征。以挤压过程中变形区内的金属为主要研究对象 ,通过一些相关的假设条件求出理想状态下的速度与变形的表达式 ,经过修正后 ,确定了液态挤压变形区内实际的金属流动速度和等效应变的表达式 ,并探讨了其主要影响因素和解决办法。     

单模变薄拉深成形的有限元模拟

本文通过对单模变薄拉深过程的有限元模拟 ,分析了变薄系数对变形力的影响 ,得出了与实验相一致的结果 ,为进一步研究多模变薄拉深工艺参数的优化提供基础。     

Tool design in a multi-stage drawing and ironing process of a rectangular cup with a large aspect ratio using finite element analysis

Tool design is carried out for a multi-stage deep drawing and ironing process of a rectangular cup with the large aspect ratio using the result of the finite element analysis. The analysis incorporates three-dimensional continuum elements for an elasto-plastic finite element method with the explicit time integration scheme using LS-DYNA3D. The analysis simulates the five-stage deep drawing and ironing process with the thickness control of the cup wall. Simulation is performed in order to investigate the failure by tearing during the forming process at the initial state of tool design. The analysis reveals that the difference of the drawing ratio within the cross section induces non-uniform metal flow which causes severe local extension. The irregular contact condition between the blank and the die also induces non-uniform metal flow which causes local wrinkling. This paper identifies such unfavorable mechanism in the rectangular cup drawing with ironing and proposes a new tool design with the guideline for modification in the design of the process and the sequential tool shape. The finite element analysis result with the improved tool design confirms that the proposed design not only reduces the possibility of failure but also improves the quality of a deep-drawn product. The numerical result shows fair coincidence with the experimental result.     

弹壳引深工序中断裂研究

针对弹壳引深工序中盂子断裂的问题,根据经典的单模引深理论推导了多模引深应力计算理论模型,结合Deform软件对枪弹弹壳多模连续引深过程进行仿真分析,得到弹壳引深过程中影响盂子毛坯断裂处应力变化的参数及其应力变化曲线,分析了盂子毛坯口部的材料流动情况。结果表明,弹壳引深工序中盂子毛坯断裂的原因是下模定径部盂子材料富集,增大了下模变薄比与材料变形抗力。将引深下模的锥角减小后,口部富余体积变小。对比引深过程中应力的实验测量数据与数值模拟数据,吻合度较好,验证了模拟的可靠性,为弹壳引深工序中模具设计及其参数优化、提高材料利用率提供了可靠的依据。     

基于数值模拟的TC4钛合金航空叶片精锻过程的金属流动规律

利用Simufact. Forming软件对TC4钛合金叶片的精锻过程进行了数值模拟研究,分析了叶片成形后其等效应力场、等效应变场、温度场的分布情况,研究了不同坯料温度、模具温度、上模速度、摩擦系数等工艺参数对叶片表层金属流动的影响。研究结果表明:叶片周围的毛边区域等效应力较小、等效应变较大、温度较高;最大等效应力点易出现在靠近叶尖的叶身头部、榫头与叶身的连接处、榫头头部及尾部区域;榫头区域的等效应变和温度最低,叶身中部区域的等效应变和温度较高;叶片各区域的Z方向速度方向一致,而叶尖与叶身中部之间区域的X、Y方向速度则出现正、反两个方向的变化,易导致折叠缺陷。叶片榫头区域的金属流动速度受工艺参数影响较小,其流动速度较为缓慢,接近于0;而叶身与榫头连接处附近区域的金属流动速度受工艺参数影响较大,提高坯料温度、上模速度、摩擦系数,都可使其金属流动速度增大,而模具温度的升高则会导致金属流动速度的减小。     

筒形件变薄拉深力的上限解

利用连续速度场解析了筒形件变薄拉深过程拉深力，并获得其上限解析解，通过相同条件下该解析解与实验结果比较表明，两者吻合较好。     

基于AutoCAD的冷冲压工艺卡片的设计与应用

分析了常规冷冲压工艺卡片的结构特点。讨论了AutoCAD环境下冷冲压工艺卡片的设计思想。介绍了这种工艺卡片的使用方法。最后，指出其存在的几个问题。     

不等壁厚带台阶锥形件冲压成形工艺与模具设计

分析了不等壁厚带台阶锥形件的冲压成形工艺,介绍了有色金属变薄拉深毛坯直径计算方法,采用合适的润滑剂及润滑方法和确定合理的模具间隙,经过多次拉深、变薄拉深和锥部拉深,成形出了表面质量理想的不等壁厚带台阶锥形件。     

轴肩作用下的金属流动过程分析

采用阳极氧化的方法在待焊试板表面制备标记氧化膜作为标记材料,研究搅拌摩擦焊轴肩作用下的金属流动行为. 结果表明,标记氧化膜在焊缝中连续分布,从焊缝截面观察整体呈“C”形. 流动过程分析表明标记氧化膜处于轴肩前部时,金属向焊缝后退侧的外侧流动;标记氧化膜处于轴肩后部时,金属向焊缝中心流动,此外由于竖直方向上的速度差异使得标记氧化膜最终呈“C”形. 从标记氧化膜的分布位置来看,轴肩作用下的金属有从前进侧向后退侧迁移的趋势,金属迁移数量取决于所选择的焊接参数.     

不等壁厚锥形件冲压工艺及模具设计

通过不等壁厚锥形件冲压工艺编制,介绍了有色金属变薄拉深毛坯直径的计算方法。经过拉深、多次变薄拉深,合理确定模具间隙,采用合适的润滑剂及润滑方法,拉深出表面质量理想的不等壁厚锥形件。采用该冲压工艺生产壳体,提高了金属材料利用率,降低了生产成本,满足了大批量生产的要求。     

工艺参数对铝型材挤压变形规律的影响

通过引进一个反映金属流速不均衡性的参数———流速均方差 ,有效地控制型材挤压成形时金属流动的不均匀性。采用有限变形弹塑性有限元方法 ,对不同挤压参数 (挤压比、摩擦因子 )下铝型材挤压过程进行了数值模拟研究 ,获得了挤压压力、流速均方差和型材件内部应力应变场随挤压参数变化的规律 ,为铝型材挤压工艺参数优化提供了理论参考。