铝合金等通道多转角挤压过程三维有限元模拟

多工位连续锻造过程的有限元模拟

基于热力耦合模型,采用刚塑性有限元软件,对7075铝合金枪械击发机座的模锻过程进行了数值模拟,讨论了主要工艺参数对成形过程的影响,并拟定出其模锻工艺参数为:始锻温度420℃,变形速度20mm/s。

通过等方形截面通道转角挤压试验,并借助有限元模拟等方法,对不同工艺路线挤压后的2a50铝合金试样硬度和裂纹的变化情况及机理进行了探讨,发现ba路线较其他工艺路线更具应用价值,为后续工艺试验的进行提供了有力的依据。

三通管接头件是典型的用多向模锻工艺生产的工件,变形十分复杂,本文采用大变形弹塑性有限元理论,准确的接触边界处理技术和畸变网格的重划技术,使用ansys5.0a软件经二次开发后,对三通挤压工艺过程及模具进行了二维有限元模拟,为工艺试验提供了可靠的理论依据。

通过对顶管施工过程中的地层变形进行三维有限元模拟,探讨了顶管横向和纵向地层随开挖掘进面前进的变形规律,并对不同深度地层变形进行了比较,得出一些结论,为采取措施减小地层变形提供了借鉴。

在abaqus有限元软件的基础上,先建立箱涵的三维实体模型,再运用其多步分析和生死单元功能,对箱涵的施工填筑过程进行模拟。文中对箱涵的分层计算和整体计算结果进行了对比,对比结果表明:在仅考虑混凝土弹性性质的基础上,合理地模拟施工填筑过程时,箱涵的应力和位移均大于整体计算结果的10%左右。考虑到计算方法的复杂性和工程应用中的适用性,仅建议在复杂和重要的工程中,对箱涵的施工填筑过程进行模拟。

针对20号钢φ119.0mm×9.25mm规格全浮动芯棒无缝钢管8机架连轧过程进行了有限元模拟仿真分析,得到了热连轧管各机架出口等效塑性应变以及荒管壁厚变化情况,分析了轧制力和芯棒力的变化特点。研究表明,连轧管减壁量和外直径变化主要集中于开始第1~第6个机架,在第7、第8机架减壁作用很小,最终荒管壁厚均匀,且形状圆整。稳定连轧阶段的轧制力依轧制顺序呈递减趋势,第7、第8机架轧制力很小;同时芯棒力大于各机架轧制力,钢管内壁承受的作用力和塑性应变较大,应对芯棒表面进行合理润滑。模拟得到的壁厚、外径及轧制压力与实测结果吻合较好。

为了研究金属板料在脉冲激光辐照下的响应、激光冲击下板料的变形特性、激光脉冲能量对金属板料变形量的影响以及脉冲激光光斑内冲击波压力的分布情况,采用高功率钕玻璃激光系统对ld31板进行了单次冲击变形实验,同时利用有限元软件abaqus对板料变形过程进行了模拟。结果表明,激光冲击条件下板料变形时呈现粘塑性性质;激光脉冲能量是影响板料变形量的主要因素,且板料变形大小随脉冲能量的增加呈非线性增大;激光冲击时激光光斑作用区域内冲击波压力并不是均匀分布,而是沿径向减小。

应用三维有限元法对铝合金方管的分流焊合挤压过程进行分析,揭示了挤压过程中金属的流动规律及纵向焊缝的形成过程,结果表明:对于分流孔形状复杂的模具,成形过程可分为镦粗、分流、分流孔剩余间隙填充、固态焊合和稳态挤压五个阶段;分流孔与坯料之间所封闭的气体将导致挤压制品表面产生缺陷;在焊合高度方向上,固态焊合最先发生在中部,上部金属最后焊合,导致分流桥下部有少量气体被封闭,致使在挤压开始阶段产生不良焊缝。最后以分流孔形状为目标函数,提出"规则截面"的优化措施,以避免制品表面产生缺陷。

应用ugnx建立了平面分流组合模的几何模型,利用有限元软件deform-3d对挤压过程进行有限元模拟,研究了挤压铝合金空心型材时金属的流动情况。模拟结果表明,即便是对称性较好的铝合金窗用光企型材(有一个对称轴)模具,按照常规的设计方法也很难避免金属的流速不均问题,影响型材的成型度。对于绝大多数空心型材来说,其断面往往都是不对称的,仅依靠设计者的经验和判断设计模具是很难避免金属流速不均问题的。而采用有限元模拟的方法,则可以及时发现设计中存在的不足,并通过修改设计方案,达到满意的效果,为设计模具提供科学的依据。

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hyperxtrude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。

基坑开挖降水的三维有限元模拟分析——本文首先阐述了基坑开挖的一般理论计算方法的不足，很多都是利用理想化的模型去简化计算模型，同时没有考虑到降水对基坑变形及其周围建筑物沉降的影响。本文通过一工程实例利用adina有限元软件，在考虑基坑降水的基础上模...

透水坝基薄防渗墙三维有限元模拟分析——随着施工技术的发展，在保证防渗效果和墙体安全的情况下，防渗墙的厚度不断减小。由于防渗墙的边界条件比较复杂，如果按传统方法用折减渗透系数来计算防渗效果，那么很难精确求解。以darcy定律为理论基础，根据单元体的...

使用ansys/ls-dyna通用有限元分析软件对大圆钢轧制过程进行模拟仿真,得到了采用成品前单圆弧椭圆孔型的大圆钢轧制的等效应力场、等效应变场,分析了轧件横截面的等效应变和等效应力分布情况。成品前孔型改为双圆弧椭圆孔型后重新模拟轧制过程,根据模拟结果比较,得出采用成品前双圆弧椭圆孔型有利于改善成品道次的应力、应变分布。

随着地表建、构筑物密度与日俱增,在地铁建造过程中对地表环境的保护是一个越来越不容忽视的难题。盾构法隧道施工技术成功地应用于地铁施工之后,如何合理预测和控制盾构施工对地表变形的影响就成为了一个新课题。在查阅大量文献的基础上,总结前人的计算方法,利用有限元方法对某盾构隧道工程进行了三维的变形模拟分析,与实测的数据比较计算结果较为满意。

使用ansys/ls-dyna通用有限元分析软件对大圆钢轧制过程进行了模拟仿真,得到了采用单圆弧成品前椭圆孔型的大圆钢轧制的等效应力场、等效应变场,分析了轧件横截面的等效应变和等效应力分布情况。成品前孔型改为双圆弧椭圆孔型后重新模拟轧制过程,把模拟结果进行比较,得出采用双圆弧成品前椭圆孔型有利于改善成品道次的应力、应变分布。

以某条软土地层中开挖的地铁隧道为例,根据非线性有限元法的基本原理,利用大型非线性有限元软件adina三维动态模拟地铁隧道开挖过程,计算结果揭示了在盾构推进过程中地表沉降分布以及特点,得到盾构法开挖引起的地表沉降曲线,其形态与peck计算得出的横向地表沉降槽正态分布曲线的形态基本一致,隧道轴线正上方地表沉降最为明显。

分别对退火态和固溶时效态6061铝合金进行8道次及4道次等通道转角挤压,用有限元软件deform-3d模拟变形过程,研究连续大变形对组织性能的影响规律。结果表明:等通道挤压使晶粒破碎细化,金属流线走向与剖面对角线方向基本一致;退火态合金的表面硬度随变形道次增加而升高,各道次挤压载荷峰值没有随着变形道次增加而单调增加,而是经历一个升高、降低、再升高的过程。固溶时效态合金的表面硬度在2道次变形后达到了峰值,其载荷峰值也在第2道次变形时最高。硬度值的变化规律与强化因素及位错的运动有关,而载荷的变化规律与摩擦力的变化及其对载荷的贡献大小有关。模拟结果发现,挤压载荷峰值随着变形道次的增加而增大,与实测值不相符。由于剧烈变形使合金组织性能变化较大,因此需要适当修正材料本构关系,才能正确反映其流变行为。

等径弯曲通道变形(equalchannelangularpressing简称ecap)由于能直接制备块状超细晶材料而备受关注。介绍了等径弯曲通道变形(ecap)及有限元数值模拟的基本机理,并在此基础上讨论了有限元模拟在ecap变形中的研究及发展现状。随着ecap的深入研究和工业化的进一步发展,有限元数值模拟必然在该领域中得到越来越广泛的应用。

利用三维有限元模型研究工业纯钛室温等径弯曲通道挤压(ecap)变形过程,通过数值模拟分析模具通道夹角、外圆角及摩擦条件等参数对材料变形区的应变分布及挤压载荷的影响规律,获得了在室温下对工业纯钛进行ecap变形的最优工艺参数。模拟结果表明:三维模型考虑了模具接触及摩擦的影响,比二维平面模型更客观、准确地反映了试样的应变分布状况。φ=120°,ψ=20°的模具参数为最优,试样可在较低的挤压载荷获得较大的塑性变形,增加通道背部摩擦可扩大试样主变形区体积,改善变形均匀程度。最终采用两通道夹角φ=120°,外圆角ψ=20°的模具,在背部不润滑的摩擦条件下成功实现了工业纯钛室温等径弯曲通道单道次变形。

文章根据济钢中厚板厂的实际生产工艺,利用msc.marc大型有限元软件,建立了低合金宽薄板有限元轧制模型,模拟了宽薄板的轧制过程的温度场的变化规律,模拟结果和实测结果非常接近,各道次表面温度与实测值最大温差在15℃,分析了不同变形参数对温度场的影响规律。

对铝合金管的冲切过程进行了有限元模拟,刀具采用刚体模型,工件采用弹塑性模型,材料断裂破坏采用normalizedcockcroft&latham破坏准则。分析了冲切过程中冲切力、等效应力的变化,得出了弹性变形、塑性变形、塑性变形至裂纹扩展、断裂始终贯穿于整个冲切过程之中。通过模拟切口与实际切口的对比、模拟切屑形状与实际切屑形状的对比,说明了模拟过程的有效性。