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基于hyperxtrude的铝型材挤压成形的数值模拟研究

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热加工工艺 2012年第21期41卷 115-118页

作者：倪正顺刘石柏何畅湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412008

基于hyperxtrude挤压有限元软件系统,以多边形空心铝型材为研究对象,对挤压过程中的速度场、变形场、温度场、挤压力、模具应力等物理量随不同的摩擦因子和挤压速度的变化进行了数值模拟研究。结果表明,hyperxtrude有限元软件能够精确... 详细信息

基于hyperxtrude挤压有限元软件系统,以多边形空心铝型材为研究对象,对挤压过程中的速度场、变形场、温度场、挤压力、模具应力等物理量随不同的摩擦因子和挤压速度的变化进行了数值模拟研究。结果表明,hyperxtrude有限元软件能够精确地预测挤压过程中多种挤压参数的变化。这能为铝型材挤压模具设计提供重要依据。

关键词： hyperxtrude 有限元铝型材模具设计

基于hyperxtrude的镁型材挤压数值模拟与模具优化研究

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热加工工艺 2014年第13期43卷 118-120,123页

作者：李光振孙颖迪陈秋荣张娅中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050

用Gleeble-3500热模拟机对AZ31镁合金进行了热压缩实验,得到材料应力—应变曲线,根据Arrhenius模型计算其本构方程。以hyperxtrude有限元分析软件为研究平台,数值模拟了实心镁型材挤压成形过程;以型材出口处截面金属流动速度为目标建立... 详细信息

用Gleeble-3500热模拟机对AZ31镁合金进行了热压缩实验,得到材料应力—应变曲线,根据Arrhenius模型计算其本构方程。以hyperxtrude有限元分析软件为研究平台,数值模拟了实心镁型材挤压成形过程;以型材出口处截面金属流动速度为目标建立了目标函数,优化镁型材挤压模具工作带长度,最终获得了较高质量型材。

关键词：镁型材本构方程 hyperxtrude 数值模拟模具优化

基于hyperxtrude的大宽厚比工业铝型材挤压速度优化

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锻压技术 2021年第10期46卷 156-160页

作者：张德军林春梅孙巧妍党军建曲庆文吕正风烟台南山学院工学院机械系山东烟台265713 山东南山铝业股份有限公司山东龙口265713

为了优化大宽厚比工业铝型材的挤压速度,以某大宽厚比空心6005A工业铝材为例,利用hyperxtrude软件,针对不同的挤压速度进行了稳态挤压数值模拟仿真。结果表明:当挤压速度大于2.2 mm·s^(-1)时,型材的出口速度和出口温度不均匀性随着挤... 详细信息

为了优化大宽厚比工业铝型材的挤压速度,以某大宽厚比空心6005A工业铝材为例,利用hyperxtrude软件,针对不同的挤压速度进行了稳态挤压数值模拟仿真。结果表明:当挤压速度大于2.2 mm·s^(-1)时,型材的出口速度和出口温度不均匀性随着挤压速度的增大而迅速增加;当挤压速度大于3.4 mm·s^(-1)时,挤压力会超出挤压机的最大极限压力。最后,利用挤压生产理论知识对仿真结果进行对比分析,确定了该大宽厚比6005A空心铝合金型材在90 MN挤压机上的合理挤压速度范围为1.0~2.2 mm·s^(-1)。利用优化后的挤压速度进行实际生产,挤压出合格的型材,证明了挤压速度优化数值的可靠性。

关键词：大宽厚比铝型材铝材挤压 hyperxtrude 挤压速度

基于hyperxtrude的大型空心铝型材挤压模具优化

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锻压技术 2023年第8期48卷 194-201页

作者：王鸿鼎何凯波刘洪姚亚成李正宁兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学材料科学与工程学院甘肃兰州730070

挤压模具在铝型材生产中起着关键的作用,合理的模具设计对于挤压出高质量的铝型材至关重要。以分流组合模挤压大型空心铝型材为研究对象,分析了型材的工艺特点,建立了挤压模具的三维模型,采用基于任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Largrange... 详细信息

挤压模具在铝型材生产中起着关键的作用,合理的模具设计对于挤压出高质量的铝型材至关重要。以分流组合模挤压大型空心铝型材为研究对象,分析了型材的工艺特点,建立了挤压模具的三维模型,采用基于任意拉格朗日-欧拉(Arbitrary Largrange-Euler, ALE)算法的hyperxtrude软件对铝型材挤压过程进行了数值模拟。针对初始模具模拟出现的金属流速严重不均的问题,设计了两次优化(阻流块结构修改和高度的调整)对铝型材挤压模具进行了修正。结果表明,优化后的挤压模具挤出了流速均匀且基本无变形的铝合金型材,有效地解决了因初始模具设计不合理而导致的金属流速不均的问题。

关键词：挤压模具铝合金型材金属流速模具优化 hyperxtrude

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基于hyperxtrude的轨道交通铝型材挤压模具仿真模拟

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轻合金加工技术 2019年第6期47卷 45-48页

作者：白凯曹春鹏山东兖矿轻合金有限公司山东邹城273515 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111

以轨道车辆用某一扁宽、薄壁、空心、弧形大型铝合金型材为研究对象,根据该型材特点制定模具设计方案,采用基于ALE算法的hyperxtrude挤压模拟分析软件对模具挤压过程进行模拟,将数值模拟结果与实际挤压结果进行对比,发现数值模拟结果与... 详细信息

以轨道车辆用某一扁宽、薄壁、空心、弧形大型铝合金型材为研究对象,根据该型材特点制定模具设计方案,采用基于ALE算法的hyperxtrude挤压模拟分析软件对模具挤压过程进行模拟,将数值模拟结果与实际挤压结果进行对比,发现数值模拟结果与生产试模结果吻合。得出的数值模拟结果可以为大型复杂截面铝型材挤压模具结构设计和优化提供指导。

关键词：轨道交通挤压型材 hyperxtrude 宽薄型材模拟仿真

基于hyperxtrude的车体铝型材挤压模具的优化设计

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轻合金加工技术 2012年第5期40卷 39-43页

作者：孙明智赵传能祁晓平刘春凯丛林集团有限公司山东龙口265705

先结合理论和经验进行车体铝型材挤压模具设计,再将建立好的三维模型导入到有限元分析软件hyperxtrude进行模拟挤压。根据分析结果,进行设计方案调整,再模拟直至达到设计方案的优化合理状态,从而达到对模具设计方案在模具制造前进行有... 详细信息

先结合理论和经验进行车体铝型材挤压模具设计,再将建立好的三维模型导入到有限元分析软件hyperxtrude进行模拟挤压。根据分析结果,进行设计方案调整,再模拟直至达到设计方案的优化合理状态,从而达到对模具设计方案在模具制造前进行有效验证的目的。

关键词：车体铝型材挤压模具 hyperxtrude 模拟挤压

基于hyperxtrude的复杂截面铝合金空心型材模具设计及多级焊合模拟研究与试验

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基于HyperXtrude的复杂截面铝合金空心型材模具设计及多级焊合模...

作者：刘超中南大学

学位级别：硕士

铝合金型材挤压过程中金属流出速度的均匀性受型材尺寸和形状、温度、挤压速度等一系列挤压参数的影响。在生产形状较为复杂的铝合金空心型材时,仅仅依靠修改工作带结构有时并不能很好的控制金属流动速度,往往要经过多次的试模-修模的... 详细信息

铝合金型材挤压过程中金属流出速度的均匀性受型材尺寸和形状、温度、挤压速度等一系列挤压参数的影响。在生产形状较为复杂的铝合金空心型材时,仅仅依靠修改工作带结构有时并不能很好的控制金属流动速度,往往要经过多次的试模-修模的重复过程。本文基于型材结构特点及挤压模具设计原则,对某公司生产的复杂截面铝合金型材(JN165A04)模具结构及尺寸进行了设计,并首次运用hyperxtrude软件对具有等长工作带、多级焊合室结构的铝合金平面分流模挤压过程进行模拟和分析。模拟结果表明,采用多级焊合模具挤压时,金属流动受焊合室层数、每层高度分布以及焊合室形状尺寸等因素的影响。当各层焊合室高度之和一定,每级焊合室高度相等时金属的流动随着焊合室级数的增加而逐渐趋于均匀。在同时进行三次焊合的情况下,各级焊合高度采用不同的分布方案时,每级焊合室高度相等时的三级焊合模设计方案金属流出模孔速度最为均匀,其次是前进型多级焊合模,后退型多级焊合模金属流动状态最差。当多级焊合模具焊合室形状类似时,金属速度分布趋势也类似。当多级焊合室层数及每层高度一定时,焊合室尺寸及形状可以影响金属速度。焊合室总面积增加时,金属流动速度整体加快。增大型材流速慢处的焊合室宽度或者减小型材流速快处的焊合室宽度均可以使金属流动较为均匀。以JN165A04型材为例,对多级焊合模具进行了实际挤压试验,试验表明实际挤出变形与模拟变形基本一致,试模料头和虚拟试模料头基本吻合,说明采用多级焊合技术可以调整金属流动速度,在挤压复杂截面型材时具有较高的实用性。

关键词：铝型材 hyperxtrude 多级焊合数值模拟生产试模

基于hyperxtrude的铝型材挤压模具结构优化与寿命预测

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基于HyperXtrude的铝型材挤压模具结构优化与寿命预测

作者：罗宜缘华中科技大学

学位级别：硕士

铝型材用途广泛,遍布建筑、工业、航天、交通等各行各业,这得益于铝合金具有比强度高、不易腐蚀、导热导电性好等的优点。铝型材一般通过挤压方法生产,而型材质量取决于挤压模具的设计优劣。在实际生产中,CAE技术能够无成本的优化模具... 详细信息

铝型材用途广泛,遍布建筑、工业、航天、交通等各行各业,这得益于铝合金具有比强度高、不易腐蚀、导热导电性好等的优点。铝型材一般通过挤压方法生产,而型材质量取决于挤压模具的设计优劣。在实际生产中,CAE技术能够无成本的优化模具的结构,预测模具寿命,还能进一步研究模具局部结构对挤压工艺的影响,具有很高的应用价值。本文以铝型材挤压模具01TB06010DW为例,使用hyperxtrude软件,对挤压过程中的断面出口流速、模具应力及应变进行模拟。发现型材出口流速不均匀,模具存在工头变形严重,分流桥顶端应力过大的问题。针对存在的问题对模具分流孔进行重新排布设计,使得模具最大等效应力由900 MPa降至610 MPa,工头变形减少63%,出口流速更加均匀。在与企业设计师充分交流过后,应用于实际生产。对生产的型材断口进行SEM观察,验证产品型材的微观组织质量。对材料H13钢进行单轴拉伸试验及疲劳试验,根据疲劳试验数据拟合出材料的S-N曲线。结合Manson-Coffin公式,对比常用的四种疲劳寿命预测方法,找到预测结果最接近实际试验数据的方法,并用于模具高温寿命预测。计算得到九分流孔与六分流孔两种模具寿命分别为10825次和25616次。使用合适的蠕变寿命模型,结合已有的试验数据,计算出模具工作带寿命分别为1516 h和2504 h。设计了3种模具,探究分流桥截面的形状对模具应力、应变及金属流动的影响。模拟结果显示水滴形分流桥的模具在受力、变形及流动方面均优于其他两种设计。进一步的,设计了5种模具,探究水滴形分流桥的倾角对模具应力、应变的影响。结果显示正角度倾角的分流桥受力较小,在分流桥底部受力比负角度低约10%,但弹性变形之差在0.01 mm以内。

关键词：铝挤压模具 hyperxtrude 数值模拟模具寿命预测分流桥结构优化

基于hyperxtrude的5A30铝合金型材等温挤压研究

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基于HyperXtrude的5A30铝合金型材等温挤压研究

作者：黄泽涛广东工业大学

学位级别：硕士

hyperxtrude是当今最先进的金属挤压分析软件,该软件基于任意拉格朗日——欧拉（ALE）有限元法能准确分析复杂截面型材及其模具的温度场、速度场、应力场及应变场,从而实现模具结构及挤压工艺的优化。本文基于hyperxtrude软件对船舶用5... 详细信息

hyperxtrude是当今最先进的金属挤压分析软件,该软件基于任意拉格朗日——欧拉（ALE）有限元法能准确分析复杂截面型材及其模具的温度场、速度场、应力场及应变场,从而实现模具结构及挤压工艺的优化。本文基于hyperxtrude软件对船舶用5A30铝合金壁板型材的等温挤压过程进行了研究。通过hyperxtrude的稳态分析模块,研究了工作带的长度及导流孔的形状对该型材的金属流动影响规律,进而优化了模具结构;在此基础上,进一步采用hyperxtrude瞬态分析模块研究了梯温铸棒条件下的等温挤压工艺,并采用模拟后的优化工艺在4000UST的卧式挤压机上进行等温挤压试验研究;借助光学显微镜（OM）、透射电子显微镜（TEM）及显微硬度仪等设备,研究了等温挤压后型材的组织与性能。主要研究内容及结果如下： 1.研究了初始模具结构挤压该型材的金属流动均匀性,探明了工作带长度及导流孔形状对金属流动及模具强度的影响规律。初始模具结构条件下模拟得出的型材截面金属流动均方差Fsdv为0.3189,金属流动不均匀;调整工作带后的Fsdv为0.2761,金属流动均匀性略有提高,但边部工作带过短,工作带最大应力为721MPa;经导流孔优化后的Fsdv为0.1518,金属流动均匀性得到很大提高,工作带最大应力仅为595.5MPa。通过调整导流孔形状来优化模具结构,更能改善该型材的金属流动均匀性,进而为后续等温挤压研究提供了良好的成形条件。 2.基于hyperxtrude研究了不同温度梯度的铸棒对型材出口温度的影响规律,获得了可实现等温挤压的铸棒梯度温度。采用均温铸棒工艺时,挤压过程中型材出口温度差为27.8℃;采用铸棒首尾温差为25℃的工艺时,挤压过程中型材出口温度差为17.8℃;采用铸棒首尾温差为100℃的工艺时,型材出口温度差为18.2℃;采用铸棒首尾温差为50℃的工艺时,挤压过程温度分布平稳,型材出口温差仅为6.4℃,能近似实现模拟等温挤压,为实际等温挤压提供了依据。 3.对比研究了均温铸棒及首尾温差为50℃的梯温铸棒工艺下实际挤压过程的型材出口温度随时间的变化规律。采用均温铸棒工艺时,型材出口温度差为25.3℃;采用铸棒首尾温差为50℃的工艺时,型材的出口温度差约为7.3℃;实际型材出口温度差略高于模拟的型材出口温度差,但仍符合等温挤压的要求,因此模拟挤压可替代传统方法来确定铸棒的梯度温度,实现基于CAE的等温挤压铸棒梯度温度的选择。 4.对比分析了等温挤压型材纵向上前后端的显微组织及硬度分布,同时分析了型材截面上不同部位的显微组织特征。等温挤压的前后端型材不仅表面组织形貌相似,而且横截面与纵截面上组织形貌特征也近似;等温挤压型材前端的平均硬度为98.99HV0.1,型材后端的平均硬度为97.26HV0.1;前后端硬度值相近且分布均匀;等温挤压型材横截面上由于不同部位变形程度不一,横截面内外层组织难以均匀,尤其是近表层区域因强烈的摩擦剪切作用,易形成局部粗晶组织。 5.分析了等温挤压型材热变形组织形貌特征,探讨了等温挤压5A30铝合金型材实际亚晶尺寸与基于Zener-Hollomon参数的该合金热变形亚晶尺寸模型计算值的相关度及差异。等温挤压型材亚晶组织中位错密度低,不仅具有Microbands微变形带结构特征,而且呈现出典型的动态回复及局部亚晶合并的动态再结晶特征;等温挤压型材的平均亚晶尺寸约为1.87μ m,而计算的亚晶尺寸为1.13μ m,实际亚晶尺寸略大于模型计算的亚晶尺寸,说明等温挤压组织可通过其工艺参数进行控制。

关键词： hyperxtrude 5A30铝合金模具结构优化等温挤压结构与性能