鋁合金等通道多轉(zhuǎn)角擠壓過程三維有限元模擬

多工位連續(xù)鍛造過程的有限元模擬

基于熱力耦合模型,采用剛塑性有限元軟件,對7075鋁合金槍械擊發(fā)機座的模鍛過程進行了數(shù)值模擬,討論了主要工藝參數(shù)對成形過程的影響,并擬定出其模鍛工藝參數(shù)為:始鍛溫度420℃,變形速度20mm/s。

通過等方形截面通道轉(zhuǎn)角擠壓試驗,并借助有限元模擬等方法,對不同工藝路線擠壓后的2a50鋁合金試樣硬度和裂紋的變化情況及機理進行了探討,發(fā)現(xiàn)ba路線較其他工藝路線更具應(yīng)用價值,為后續(xù)工藝試驗的進行提供了有力的依據(jù)。

三通管接頭件是典型的用多向模鍛工藝生產(chǎn)的工件,變形十分復(fù)雜,本文采用大變形彈塑性有限元理論,準(zhǔn)確的接觸邊界處理技術(shù)和畸變網(wǎng)格的重劃技術(shù),使用ansys5.0a軟件經(jīng)二次開發(fā)后,對三通擠壓工藝過程及模具進行了二維有限元模擬,為工藝試驗提供了可靠的理論依據(jù)。

通過對頂管施工過程中的地層變形進行三維有限元模擬,探討了頂管橫向和縱向地層隨開挖掘進面前進的變形規(guī)律,并對不同深度地層變形進行了比較,得出一些結(jié)論,為采取措施減小地層變形提供了借鑒。

在abaqus有限元軟件的基礎(chǔ)上,先建立箱涵的三維實體模型,再運用其多步分析和生死單元功能,對箱涵的施工填筑過程進行模擬。文中對箱涵的分層計算和整體計算結(jié)果進行了對比,對比結(jié)果表明:在僅考慮混凝土彈性性質(zhì)的基礎(chǔ)上,合理地模擬施工填筑過程時,箱涵的應(yīng)力和位移均大于整體計算結(jié)果的10%左右。考慮到計算方法的復(fù)雜性和工程應(yīng)用中的適用性,僅建議在復(fù)雜和重要的工程中,對箱涵的施工填筑過程進行模擬。

針對20號鋼φ119.0mm×9.25mm規(guī)格全浮動芯棒無縫鋼管8機架連軋過程進行了有限元模擬仿真分析,得到了熱連軋管各機架出口等效塑性應(yīng)變以及荒管壁厚變化情況,分析了軋制力和芯棒力的變化特點。研究表明,連軋管減壁量和外直徑變化主要集中于開始第1~第6個機架,在第7、第8機架減壁作用很小,最終荒管壁厚均勻,且形狀圓整。穩(wěn)定連軋階段的軋制力依軋制順序呈遞減趨勢,第7、第8機架軋制力很小;同時芯棒力大于各機架軋制力,鋼管內(nèi)壁承受的作用力和塑性應(yīng)變較大,應(yīng)對芯棒表面進行合理潤滑。模擬得到的壁厚、外徑及軋制壓力與實測結(jié)果吻合較好。

為了研究金屬板料在脈沖激光輻照下的響應(yīng)、激光沖擊下板料的變形特性、激光脈沖能量對金屬板料變形量的影響以及脈沖激光光斑內(nèi)沖擊波壓力的分布情況,采用高功率釹玻璃激光系統(tǒng)對ld31板進行了單次沖擊變形實驗,同時利用有限元軟件abaqus對板料變形過程進行了模擬。結(jié)果表明,激光沖擊條件下板料變形時呈現(xiàn)粘塑性性質(zhì);激光脈沖能量是影響板料變形量的主要因素,且板料變形大小隨脈沖能量的增加呈非線性增大;激光沖擊時激光光斑作用區(qū)域內(nèi)沖擊波壓力并不是均勻分布,而是沿徑向減小。

應(yīng)用三維有限元法對鋁合金方管的分流焊合擠壓過程進行分析,揭示了擠壓過程中金屬的流動規(guī)律及縱向焊縫的形成過程,結(jié)果表明:對于分流孔形狀復(fù)雜的模具,成形過程可分為鐓粗、分流、分流孔剩余間隙填充、固態(tài)焊合和穩(wěn)態(tài)擠壓五個階段;分流孔與坯料之間所封閉的氣體將導(dǎo)致擠壓制品表面產(chǎn)生缺陷;在焊合高度方向上,固態(tài)焊合最先發(fā)生在中部,上部金屬最后焊合,導(dǎo)致分流橋下部有少量氣體被封閉,致使在擠壓開始階段產(chǎn)生不良焊縫。最后以分流孔形狀為目標(biāo)函數(shù),提出"規(guī)則截面"的優(yōu)化措施,以避免制品表面產(chǎn)生缺陷。

應(yīng)用ugnx建立了平面分流組合模的幾何模型,利用有限元軟件deform-3d對擠壓過程進行有限元模擬,研究了擠壓鋁合金空心型材時金屬的流動情況。模擬結(jié)果表明,即便是對稱性較好的鋁合金窗用光企型材(有一個對稱軸)模具,按照常規(guī)的設(shè)計方法也很難避免金屬的流速不均問題,影響型材的成型度。對于絕大多數(shù)空心型材來說,其斷面往往都是不對稱的,僅依靠設(shè)計者的經(jīng)驗和判斷設(shè)計模具是很難避免金屬流速不均問題的。而采用有限元模擬的方法,則可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的不足,并通過修改設(shè)計方案,達(dá)到滿意的效果,為設(shè)計模具提供科學(xué)的依據(jù)。

針對空心鋁型材擠壓件,采用傳統(tǒng)分流組合模具和蝶形模2種設(shè)計方案,分別建立三維設(shè)計模型,結(jié)合常規(guī)等速擠壓工藝參數(shù),使用有限元數(shù)值分析軟件hyperxtrude分別對2副模具的型材擠壓過程進行有限元數(shù)值仿真模擬,同時運用軟件的優(yōu)化設(shè)計功能對2副模具的工作帶分別進行優(yōu)化設(shè)計。分析、比較鋁合金金屬在模具型腔內(nèi)流動變形的形態(tài)、壓力、速度以及模具結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力、彈性變形等參數(shù)。結(jié)果表明:采用蝶形模擠壓成形空心型材時,金屬的流動及變形較傳統(tǒng)模具擠壓時更均勻,分流橋上端流動死區(qū)減小,擠壓壓力曲線平穩(wěn),模具的等效應(yīng)力分布更均勻,延長了模具的使用壽命,提高了生產(chǎn)效率和合格率、降低了生產(chǎn)成本,提高了經(jīng)濟效益。

基坑開挖降水的三維有限元模擬分析——本文首先闡述了基坑開挖的一般理論計算方法的不足，很多都是利用理想化的模型去簡化計算模型，同時沒有考慮到降水對基坑變形及其周圍建筑物沉降的影響。本文通過一工程實例利用adina有限元軟件，在考慮基坑降水的基礎(chǔ)上模...

透水壩基薄防滲墻三維有限元模擬分析——隨著施工技術(shù)的發(fā)展，在保證防滲效果和墻體安全的情況下，防滲墻的厚度不斷減小。由于防滲墻的邊界條件比較復(fù)雜，如果按傳統(tǒng)方法用折減滲透系數(shù)來計算防滲效果，那么很難精確求解。以darcy定律為理論基礎(chǔ)，根據(jù)單元體的...

使用ansys/ls-dyna通用有限元分析軟件對大圓鋼軋制過程進行模擬仿真,得到了采用成品前單圓弧橢圓孔型的大圓鋼軋制的等效應(yīng)力場、等效應(yīng)變場,分析了軋件橫截面的等效應(yīng)變和等效應(yīng)力分布情況。成品前孔型改為雙圓弧橢圓孔型后重新模擬軋制過程,根據(jù)模擬結(jié)果比較,得出采用成品前雙圓弧橢圓孔型有利于改善成品道次的應(yīng)力、應(yīng)變分布。

隨著地表建、構(gòu)筑物密度與日俱增,在地鐵建造過程中對地表環(huán)境的保護是一個越來越不容忽視的難題。盾構(gòu)法隧道施工技術(shù)成功地應(yīng)用于地鐵施工之后,如何合理預(yù)測和控制盾構(gòu)施工對地表變形的影響就成為了一個新課題。在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,總結(jié)前人的計算方法,利用有限元方法對某盾構(gòu)隧道工程進行了三維的變形模擬分析,與實測的數(shù)據(jù)比較計算結(jié)果較為滿意。

使用ansys/ls-dyna通用有限元分析軟件對大圓鋼軋制過程進行了模擬仿真,得到了采用單圓弧成品前橢圓孔型的大圓鋼軋制的等效應(yīng)力場、等效應(yīng)變場,分析了軋件橫截面的等效應(yīng)變和等效應(yīng)力分布情況。成品前孔型改為雙圓弧橢圓孔型后重新模擬軋制過程,把模擬結(jié)果進行比較,得出采用雙圓弧成品前橢圓孔型有利于改善成品道次的應(yīng)力、應(yīng)變分布。

以某條軟土地層中開挖的地鐵隧道為例,根據(jù)非線性有限元法的基本原理,利用大型非線性有限元軟件adina三維動態(tài)模擬地鐵隧道開挖過程,計算結(jié)果揭示了在盾構(gòu)推進過程中地表沉降分布以及特點,得到盾構(gòu)法開挖引起的地表沉降曲線,其形態(tài)與peck計算得出的橫向地表沉降槽正態(tài)分布曲線的形態(tài)基本一致,隧道軸線正上方地表沉降最為明顯。

分別對退火態(tài)和固溶時效態(tài)6061鋁合金進行8道次及4道次等通道轉(zhuǎn)角擠壓,用有限元軟件deform-3d模擬變形過程,研究連續(xù)大變形對組織性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:等通道擠壓使晶粒破碎細(xì)化,金屬流線走向與剖面對角線方向基本一致;退火態(tài)合金的表面硬度隨變形道次增加而升高,各道次擠壓載荷峰值沒有隨著變形道次增加而單調(diào)增加,而是經(jīng)歷一個升高、降低、再升高的過程。固溶時效態(tài)合金的表面硬度在2道次變形后達(dá)到了峰值,其載荷峰值也在第2道次變形時最高。硬度值的變化規(guī)律與強化因素及位錯的運動有關(guān),而載荷的變化規(guī)律與摩擦力的變化及其對載荷的貢獻(xiàn)大小有關(guān)。模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn),擠壓載荷峰值隨著變形道次的增加而增大,與實測值不相符。由于劇烈變形使合金組織性能變化較大,因此需要適當(dāng)修正材料本構(gòu)關(guān)系,才能正確反映其流變行為。

等徑彎曲通道變形(equalchannelangularpressing簡稱ecap)由于能直接制備塊狀超細(xì)晶材料而備受關(guān)注。介紹了等徑彎曲通道變形(ecap)及有限元數(shù)值模擬的基本機理,并在此基礎(chǔ)上討論了有限元模擬在ecap變形中的研究及發(fā)展現(xiàn)狀。隨著ecap的深入研究和工業(yè)化的進一步發(fā)展,有限元數(shù)值模擬必然在該領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

利用三維有限元模型研究工業(yè)純鈦室溫等徑彎曲通道擠壓(ecap)變形過程,通過數(shù)值模擬分析模具通道夾角、外圓角及摩擦條件等參數(shù)對材料變形區(qū)的應(yīng)變分布及擠壓載荷的影響規(guī)律,獲得了在室溫下對工業(yè)純鈦進行ecap變形的最優(yōu)工藝參數(shù)。模擬結(jié)果表明:三維模型考慮了模具接觸及摩擦的影響,比二維平面模型更客觀、準(zhǔn)確地反映了試樣的應(yīng)變分布狀況。φ=120°,ψ=20°的模具參數(shù)為最優(yōu),試樣可在較低的擠壓載荷獲得較大的塑性變形,增加通道背部摩擦可擴大試樣主變形區(qū)體積,改善變形均勻程度。最終采用兩通道夾角φ=120°,外圓角ψ=20°的模具,在背部不潤滑的摩擦條件下成功實現(xiàn)了工業(yè)純鈦室溫等徑彎曲通道單道次變形。

文章根據(jù)濟鋼中厚板廠的實際生產(chǎn)工藝,利用msc.marc大型有限元軟件,建立了低合金寬薄板有限元軋制模型,模擬了寬薄板的軋制過程的溫度場的變化規(guī)律,模擬結(jié)果和實測結(jié)果非常接近,各道次表面溫度與實測值最大溫差在15℃,分析了不同變形參數(shù)對溫度場的影響規(guī)律。

對鋁合金管的沖切過程進行了有限元模擬,刀具采用剛體模型,工件采用彈塑性模型,材料斷裂破壞采用normalizedcockcroft&latham破壞準(zhǔn)則。分析了沖切過程中沖切力、等效應(yīng)力的變化,得出了彈性變形、塑性變形、塑性變形至裂紋擴展、斷裂始終貫穿于整個沖切過程之中。通過模擬切口與實際切口的對比、模擬切屑形狀與實際切屑形狀的對比,說明了模擬過程的有效性。