数值模拟的连续挤压铝管竹节纹缺陷的成因

通过建立铜管材连续挤压数值模拟模型,提出了铜管材连续挤压过程中的问题解决方案,分析了不同工艺参数对铜管材连续挤压过程的影响,为进一步进行铜管材的连续挤压实验提供基础数据。

针对大口径铝管平面分流模挤压过程,分别建立了有限元法和有限体积法数值模拟的数学模型,对大口径铝管的平面分流模挤压过程进行了数值模拟,比较了2种模拟方法在大型铝型材挤压过程数值模拟中的优缺点及适用性,得出了有限体积法更适用于大变形挤压过程的结论,同时给出了挤压过程各个阶段的应力、应变的分布情况以及金属的流动规律,为大型铝型材挤压模结构的设计和工艺参数的优化提供了依据。

新型螺旋成孔根植注浆竹节管桩是一种新的组合桩型,具有承载力高、技术含量高和安全性能好等特点。为了更好地了解新型组合桩的抗压承载机制,应用abaqus软件进行抗压数值模拟。通过将模拟结果与现场试验结果对比,验证了数值模型的可靠性。分析模拟结果,发现桩身竹节处存在2～3倍桩径的应力影响范围,并且存在1.6～1.8倍桩径的空壳区,竹节极限承载力从上到下排列线性增长(除第1节和最后一节)。结果还表明,竹节间距、水泥土厚度、桩侧土弹性模量以及桩端土弹性模量都对组合桩极限承载力有影响,而水泥土弹性模量的影响则可忽略。以往相似工法的极限承载力公式都不能很好地诠释本桩型的受力特性,因此,结合理论分析与抗压受力机制,提出考虑侧阻竹节影响系数的单桩极限承载力公式,与现场试验结果对比,较为接近。

为了研究孔型参数对铝管连轧过程的影响,采用正交试验优化设计方法设计数值模拟方案,在marc有限元平台上,研究轧辊孔型参数(侧壁角、侧壁半径比、过渡圆角半径、辊缝大小、轧辊和管坯之间的摩擦因数)分别对轧制力、轧制力距、外径椭圆度和壁厚不均的影响,并分析各参数的影响显著性顺序。结果表明:侧壁角是最重要的影响因素,管坯和轧辊间的摩擦因数对外径椭圆度和壁厚不均的影响居于次位,侧壁半径比对轧制力和壁厚不均的影响最小。根据影响规律获得最优孔型参数组合,并对5机架铝管连轧过程进行有限元模拟分析。

采用大变形弹塑性有限元理论,对角铝型材挤压过程进行了数值模拟。分析了型材挤压过程中各阶段的网格畸变情况,给出了挤压变形时的流速、应变和应力分布,揭示了造成异型型材挤压时出现扭拧、波浪和弯曲等缺陷的重要原因是变形体内存在一个涡流场。模拟结果为正确地设计型材挤压模具和工艺参数的选择提供了可靠依据。

本文对连续挤压铜排缺陷进行了研究,找出其产生原因,并提出了具体的解决措施。

铜扁线连续挤压缺陷分析及工模具的优化

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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。

介绍了铝型材挤压过程数值模拟的基本理论,包括描述流体运动的方法、材料模型及本构关系、控制微分方程等。分析了有限元法和有限体积法在铝型材挤压过程数值模拟中的应用现状,发现有限体积法由于采用欧拉描述,能避免网格畸变及重划而具有技术优势,并开始受到重视,提出了有限元法及有限体积法在铝型材挤压过程数值模拟中应用的研究重点及发展趋势。

挤压作为一种重要的金属成形工艺,挤压过程对其工艺的确定有着重要影响。本文采用基于有限元法的ansys软件对挤压过程中的接触应力状态进行了数值模拟,给出了挤压工件与模具的应力分布图,并分析了摩擦系数对其影响,研究方法及结果对工程中挤压工艺优化等工作具有重要的理论指导意义。

作为挤压铸造中的一个重要参数,比压严重影响铸件的组织和性能。利用有限元法对凸式冲头挤压铸造进行了热力耦合数值模拟,分析了a356合金铸件比压与显微组织和力学性能的关系,得到了经济的临界比压。结果发现,随着比压增大,缩孔、缩松缺陷逐步减少,直至基本消失。进一步加大比压后,变化不明显,反而增加了模具的负担。随着比压增大,组织晶粒逐步细化,达到120mpa时,晶粒尺寸减小了8%,另外,二次枝晶间距缩小了12.5%,但当比压继续增大之后,没有出现继续细化,反而有粗化的趋势。

分析了铝合金拉杆的热挤压成形工艺及模具设计。新工艺采用杆部反挤头部正挤的复合热挤压工艺进行生产,使材料利用率和生产率大大提高。运用deform-2d软件对铝合金拉杆零件热成形过程进行了数值模拟,通过数值模拟获得铝合金拉杆挤压过程中材料内部温度场、应变场、塑性应变场等参数的变化规律。实际生产试验结果表明,对棒料进行热挤压成形是可行的。

采用deform有限元软件研究了非致密大规格喷射沉积耐热铝合金管材挤压制备的外径为417mm、内径为340mm管材的变形过程,并模拟了挤压过程中应力场、应变场、致密度以及挤压力的变化情况。模拟结果表明:挤压初期为压实阶段,挤压力增加缓慢;随着挤压过程的不断进行,从挤压尾部到挤压头部,管坯的致密度呈阶梯式增加,等效应变、应力和应变速率的变化规律与致密度相类似;在挤压变形区应变、应力和应变速率变化剧烈;挤压后的管材为致密材料,最大挤压力为6.45×104kn,与实际挤压过程中挤压力和致密度相比较,计算机模拟结果与实验结果基本相符。

在获得不同变形温度和应变速率下2519铝合金的压缩真应力-应变曲线的基础上,采用deform-2d软件对2519铝合金管材的热挤压成形过程进行了数值模拟,获得了在挤压不同阶段中变形材料的应力、应变和温度场的分布及挤压力的变化规律。结果表明:挤压力模拟值与经验公式计算值相差约10%,模拟结果与计算结果较接近;生产中应严格控制该合金的挤压速率(<5mm.s-1),以防止产生过烧现象。

利用有限元耦合场数值模拟计算方法对喷雾冷却方管铝型材进行模拟,通过调整方管r角处喷嘴的喷射距离和喷射角度,研究了温度场的变化规律。分析结果对掌握方管铝型材的冷却规律、分析残余应力以及开发控制冷却技术具有实际指导意义。

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有限元分析平台,采用网格分步重划分的方法,实现了对微通道管成形非稳态过程的三维数值模拟,获得了成形过程模具中的金属应力和流速分布,以及模具受力情况。利用数值模拟结果,结合压力-时间判据,对焊合质量进行评估,并利用热模拟试验机模拟了挤压成形中相应温度和接触压力下的焊合过程。该文研究可对实际生产微通道管时工艺参数优化和挤压模具设计等问题提供参考。

本文将对竹节花的养护方法进行对比，分析不同的养护方式在建设工程领域中的适用性。通过详细的说明内容，帮助读者了解如何科学养护竹节花，以保证其良好的生长和美观。

以典型的gdx-11车辆底板型材为例进行模具结构设计,在simufact9.0商业软件平台上,采用基于euler网格描述的有限体积法,实现了大断面复杂截面铝型材挤压过程的数值模拟,获得了挤压过程中金属的流动变形行为.通过模拟发现:采用原始模具挤压时,型材出口处的流速极不均匀,斜筋处出料困难,通过对模具结构进行修改及优化,在斜筋入口处增加引流槽及适当调整分流孔和工作带的尺寸,最终模拟挤出合格的型材,型材端面平整,出口处的流速均匀.

针对衬套零件的特点,分析了成形工艺及挤压前处理,应用deform-3d软件建立有限元模型进行仿真模拟,定点追踪了关键部位在成形过程中的应力、应变、流速等变化情况,并依此为依据设计出双层组合式预应力挤压模,为实际生产提供了有价值的参考。

建立了7055铝合金半连续铸造过程的数学模型,采用了有限元模拟软件procast对铸造过程进行模拟,模拟过程还采用了procast模拟连铸的mile算法.通过在结晶器下方设置区域冷却装置刮水板,使半连续铸造的二次冷却水在挡水板位置被阻挡和分流,实现区域冷却效果,保证铸造过程中刮水板下方铸坯自然空冷,铸锭利用自身余温"低温回火",有效降低了铸造内应力,抑制了铸坯开裂.仿真了刮水板不同位置的温度场与应力场的变化情况,模拟结果显示,适当减小区域冷却范围,可有效减小表面裂纹和中心裂纹产生的倾向性.