金屬塑性成形數值模擬的案例
謝水生、王祖唐著：金屬塑性成形工步的有限元數值模擬
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DEFORM金屬擠壓成形工藝數值模擬技術
1 前言
金屬擠壓成形是用壓力機和模具對放置在模具腔內的金屬坯料施加強大的壓力使金屬坯料產生定向塑性變形，從擠壓模的模孔中擠出而獲得所需斷面形狀、尺寸且具有一定力學性能的零件或半成品的塑性加工方法。擠壓成形的種類很多，例如按照金屬塑變流動方向可分為正擠壓、反擠壓、復合擠壓及徑向擠壓。按照金屬坯料溫度分冷擠壓、溫擠壓和熱擠壓等。
2 擠壓成形工藝優勢及面臨問題
擠壓成形與其它的金屬成形加工方法相比具有明顯的優勢，可以用少量的工序完成復雜零件的成形加工，例如各種形狀復雜的深孔、薄壁和異形截面零。零件尺寸精度高，表面質量好，生產效率高，擠壓零件不需要或僅需要少量的切削加工，大大節約材料。
不過由于擠壓成形工藝特點，在生產過程中也有許多需要克服的難點。對模具的要求較高，要求模具要有較高的強度。對于冷擠壓，坯料一般需要經過軟化處理及表面潤滑處理，擠壓成形后，工件還需消除內應力才能使用；對于被擠壓的金屬材料要求有較高的塑性及低的屈服極限和冷硬性，目前常用于冷擠壓的材料有：有色金屬，低碳鋼，低合金鋼，不銹鋼，鈦和鈦合金等。除此之外在擠壓成形過程中工件經常會出現各種缺陷從而導致零件無法達到實際要求，常見的缺陷有：表面折疊、表面折縫、縮孔和裂紋等。目前國內企業在面臨這些問題時大多采用試錯法，也就是完全憑工程師經驗進行大量的實際試驗，這種方法的弊端在于對工程師經驗依賴性大，經驗又難以快速進行有效地積累和傳承，通過多次的實際試驗使得產品的生產周期長，成本增加，質量不高。因此相關企業需要一種有效地工具來面臨挑戰，專業金屬成形工藝數值模擬工具DEFORM便可以為這些難題提供相應的解決方案。
展開 金屬塑性成形中的三維有限元模擬技術探討
金屬塑性成形中的三維有限元模擬技術探討<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-10-11 19:26:07被海天之吻評為3星級，為發貼者加分60。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font>不錯的資料！樓主辛苦了！
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金屬塑性成型工部的有限元數值模擬
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金屬塑性加工過程無網格數值模擬方法
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金屬塑性成形仿真技術
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金屬塑性成形原理課件
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金屬塑性成形仿真技術（上交版）
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數值模擬鍛造成形的關鍵技術及應用
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鋁合金輪轂模鍛成形數值模擬優化分析
6082 鋁合金屬于Аl-Si-Mg-Mn 系耐熱鍛鋁，具有良好的可成形性、可加工性和熱處理后(T6狀態)具有較高的機械性能，化學成分見表1，廣泛應用于航空固定裝置及卡車、船舶類的零部件。本文以6082 鋁合金后輪輪轂為研究對象，針對鍛造輪轂成形質量，利用有限元數值模擬軟件對主要成形工步進行模擬計算，分析成形過程金屬流動特點及缺陷產生條件，從而優化鋁合金輪轂成形過程。
圖1 為鋁合金輪轂鍛件圖。該鋁合金鍛件帶有高度88mm、寬度50mm 的凸臺；頭部存在凹槽和凸臺，圓周方向肋薄而長，需要的材料少，材料流動距離遠；終鍛拔模和充填較難，在鍛造成形過程中，由于冷卻快導致材料流動性差，易出現折疊、充不滿等缺陷；鍛件截面在高度方向上變化較大，復雜等級為S3 級，10 個加強肋成形難度較大。
有限元模擬分析
為解決鍛件成形難點、縮短工藝調試周期，對鋁合金輪轂鍛件的鍛造成形過程進行有限元模擬分析，通過優化工藝參數，來獲得各工步合理的鍛造成形結構，從而指導實際生產，以達到縮短鍛件生產周期的目的。結合我司設備特點，確定了鋁合金輪轂的鍛造工藝方案為壓扁→預鍛→終鍛，通過有限元分析軟件對各工步進行模擬分析。
表1 6082 鋁合金化學成分(%)
圖1 鋁合金輪轂鍛件圖
參數化設置
⑴定義坯料屬性。
依據工藝設計導入所需規格尺寸的坯料幾何模型，對坯料進行網格劃分、定義材料屬性、摩擦條件及熱傳導。
坯料網格劃分采用面網格+體網格，為提高模擬的準確性，對坯料幾何面網格進行細化，導入6082 鋁合金材料屬性，坯料初始溫度設置為520℃,摩擦條件為水基石墨潤滑，熱交換定義為強交換。
⑵模具初始條件設置。
成形上、下模設置為剛性模型，進行面網格劃分，定義模具初始溫度為250℃。
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