铝合金内腔筋筒形件挤压过程数值分析研究

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1、中北大学学位论文摘要目前为了减重的需要，许多装备上的零件被设计成薄腹板并带有纵横内筋的结构。这种筋板类构件的加工通常采用铸造、数控加工或焊接的方法，材料利用率低、加工成本高和产品力学性能差是这些加工中存在的主要问题。本文在综合分析内腔筋筒形件成形技术要求的基础上，采用楔形机构挤压成形该零件，主要对其成形过程进行了数值模拟和实验研究。本文应用Msc／Superform有限元仿真模拟软件，针对筋板类构件塑性成形时存在的主要问题：充不满、折迭和穿筋，采用几种不同的成形方案对平面筋板件的成形过程进行了数值模拟，分析了不同的充

2、填方式，得出了不同方式下成形过程中的金属流动规律、应力、应变的分布情况和成形载荷一行程曲线。在此基础上，对内腔筋筒形件的成形进行了模拟分析，并研究了变形速度、变形温度及摩擦条件对金属流动、等效应力、等效应变、成形载荷及成形质量的影响，得出温度在460℃、挤压速度为5mm／s的条件下成形性较好，有利于该零件成形，确定出了合理的变形工艺参数。根据数值模拟分析的结果，采用合理的铝合金内腔筋筒形件成形工艺完成物理实验。结果显示，物理模拟同数值模拟结果比较吻合。对平面筋板件和铝合金内腔筋筒形件挤压成形过程进行的数值模拟研究，可

3、以帮助了解成形过程的金属流动情况，从而可以为有关参数的确定提供理论依据，也可验证已确定的模具及预制坯形状和尺寸是否正确，实现产品制造的科学性、经济性，对实际生产具有一定的指导作用。关键词：铝合金，数值模拟，内腔筋筒形件，金属流动规律中北大学学位论文TheNumericalSimulationResearchOilExtrusionFormingofAluminumAlloyCylinder-ShapedPartsWithIntracavityGlutenAbstractToreducetheequipments’we

4、ight，thepartinmanyequipmentsisusuallydesignedasathinwebwithcrossinnerribs．Usuallytheprocessingmethodsoftherib—webpartarecasting，numericalcontrolmachining,orwelding．Thereexistssomeproblemsinusingthesemethods，suchas"lowermaterialutilizationrate，higherprocessingco

5、standproductspoormechanicalproperties．Basedontheanalysistotheformingtechnologyrequirementofthecylinder-shapedpartswithintracavitygluten，wedgemechanismwasusedtoformingtheparts，mainlydidthenumericalsimulationoftheformingprocessandalsodidtheexperimentresearch．Appl

6、yingsoftwareMarc／Superform，thefiniteelementmodelwasmadebyfiniteelementtheory．Basedonthemainproblemoftheplasticformingtotherib-webpart，severalformingschemesweresimulated，andalsoanalysisthedifferentfillingmethodesoftherib-web．Thesimulationanalysiscameupwiththerul

7、eofmetalflowingandthedistributionofstressandstrainareobtained，theforce-strokecurveisdrawn．Onthebasis，thedeformationvelocity，deformationtemperatureandfrictionconditioneffectonthemetalflowing，equivalentstress，equivalentstrain，formingqualityandformingforceofthecyl

8、inder-shapedpartswithintracavityglutenisstudied．Weobtainedthatitisbeneficialtoformingwhentheextrusiontemperatureis460。C，theextrusionspeedis5mm／s，andthereasonableformingproce