本文關(guān)鍵詞：基于有限元的鋁合金管材擠壓成形數(shù)值模擬

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【摘要】：目前,鋁合金型材在日常生活及生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛,用擠壓的方法生產(chǎn)大型工業(yè)用鋁型材,既節(jié)約金屬又具有很高的生產(chǎn)效率。在鋁型材擠壓工藝生產(chǎn)中,經(jīng)常憑借經(jīng)驗和反復(fù)試模、修模來調(diào)整模具結(jié)構(gòu),造成人力與物力的耗費(fèi);由于擠壓模具內(nèi)部是封閉的,材料的流動、應(yīng)力與應(yīng)變場的分布以及模具載荷情況都很難檢測與控制,所以如何了解其內(nèi)部變形及應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律成為解決此類問題的關(guān)鍵。本文以Al6063圓管型材為研究對象,按照分流組合模設(shè)計的基本原則設(shè)計出模具;利用三維造型軟件Pro/E造型,輸出上模、下模的三維圖、工程圖以及組裝圖,然后利用專業(yè)塑性成形模擬軟件DEFORM-3D對管材擠壓過程進(jìn)行模擬,通過對模擬關(guān)鍵技術(shù)的分析、研究及模擬參數(shù)的摸索與嘗試,以及模擬策略的運(yùn)用,成功地進(jìn)行了擠壓過程的三維模擬,得到了一組比較理想的模擬參數(shù)。從模擬結(jié)果中可以清楚地獲得了擠壓過程中的擠壓力行程曲線、應(yīng)力應(yīng)變分布以及各處的金屬流速與溫度情況,從這些分析結(jié)果提出對模具優(yōu)化的一些措施,從而可以實現(xiàn)對鋁型材擠壓模具準(zhǔn)確快速的設(shè)計。本文對變形過程中應(yīng)力場進(jìn)行深入討論,得出分流模金屬流動的規(guī)律并且指出所設(shè)計模具存在的問題;對應(yīng)變場進(jìn)行討論,分析此模具中金屬變形均勻性及其對制品力學(xué)性能的影響;對型材出口速度場與溫度場進(jìn)行討論,分析制品的尺寸及熱處理制度要求;對應(yīng)變速率與應(yīng)變率進(jìn)行討論,初步分析了制品的微觀組織;對模具應(yīng)力進(jìn)行分析,指出模具失效的原因并提出相應(yīng)的改進(jìn)方案。
【關(guān)鍵詞】：分流組合模 6063鋁合金 有限元分析 擠壓成形
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG379
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題的來源、依據(jù)及研究目的和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外課題研究現(xiàn)狀及概況11-12
• 1.2.1 國內(nèi)外鋁型材擠壓成形工藝現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-12
• 1.2.2 國內(nèi)外鋁合金擠壓成形有限元模擬的研究動態(tài)12
• 1.3 塑性成形軟件DEFORM簡介12-16
• 1.3.1 DEFORM概述13
• 1.3.2 DEFORM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)13-14
• 1.3.3 DEFORM的功能14
• 1.3.4 DEFORM-2D14-15
• 1.3.5 DEFORM-3D15-16
• 1.4 本課題研究內(nèi)容難點及解決方案16-18
• 第2章 平面分流組合模的計算機(jī)輔助設(shè)計18-32
• 2.1 模具材料的選擇18
• 2.2 擠壓材料的選擇18
• 2.3 擠壓參數(shù)的確定18-20
• 2.3.1 擠壓系數(shù)、擠壓溫度和擠壓速度的確定18-19
• 2.3.2 填充系數(shù)、鑄錠尺寸及擠壓機(jī)的確定19-20
• 2.4 模具設(shè)計20-23
• 2.4.1 模具外形尺寸的確定、焊合室與模橋高度的初步確定20
• 2.4.2 分流比的確定及分流孔的草繪20-21
• 2.4.3 扇葉設(shè)計21
• 2.4.4 工作帶設(shè)計21-23
• 2.5 擠壓桿、擠壓墊片及擠壓筒設(shè)計23
• 2.6 模具強(qiáng)度校核23-24
• 2.6.1 模橋強(qiáng)度校核23-24
• 2.6.2 扇葉設(shè)計及校核24
• 2.7 PRO-E造型及工程圖輸出24-30
• 2.7.1 建立下模25-26
• 2.7.2 建立上模26-27
• 2.7.3 建立裝配文件27-28
• 2.7.4 建立工程圖文件28-30
• 2.8 小結(jié)30-32
• 第3章 數(shù)值模擬前處理32-39
• 3.1 模擬流程32
• 3.2 實體模型的導(dǎo)入及前處理32-33
• 3.3 網(wǎng)格劃分33-35
• 3.4 定義材料和速度35
• 3.5 BCC條件設(shè)定35-36
• 3.6 數(shù)值模擬的參數(shù)設(shè)定36-37
• 3.7 摩擦因子的選取37
• 3.8 生成數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行37
• 3.9 小結(jié)37-39
• 第4章 6063鋁合金管材擠壓模擬結(jié)果及分析39-54
• 4.1 模擬擠壓過程描述39-40
• 4.2 擠壓過程中擠壓力的變化規(guī)律40-41
• 4.3 擠壓過程中的應(yīng)力場分析41-46
• 4.3.1 應(yīng)力場分析基本理論41
• 4.3.2 擠壓過程應(yīng)力場分析41-46
• 4.4 擠壓過程的應(yīng)變場分布46-48
• 4.4.1 應(yīng)變場分析基本理論46
• 4.4.2 應(yīng)變場分析46-48
• 4.5 擠壓過程中的溫度場分布48-49
• 4.6 擠壓過程中的速度場分布49-50
• 4.7 擠壓制品再結(jié)晶組織的預(yù)測與分析50-52
• 4.8 模具應(yīng)力及失效分析52-53
• 4.9 小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果58-59
• 致謝59-60
• 作者簡介60

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號：1064109