铝合金发动机缸套成形工艺的数值模拟研究

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1、中文摘要摘要：本文以铝合金4JBl柴油发动机干式缸套为研究对象，对其挤压成形工艺与旋压成形工艺进行了有限元分析。根据不同成形工艺条件下的不同工艺参数分别进行数值模拟，探讨了不同工艺参数对合金流动速度、等效应力、等效应变、挤压力、旋压力等参数的影响，并依此确定出了合理的成形工艺参数。研究结果表明，在挤压工艺中，挤压速度2mm／s、摩擦系数0．05时成形件的质量较好；在旋压工艺中，第一道次进给比2mm／r、第二道次进给比lmm／r时成形件的质量较好。根据模拟所确定的工艺参数，对铝合金缸套的成形过程进行了实验研究，成功制得了符合要求的发动机缸套，其形状、尺寸均较好。通过材料拉伸实验表明，所制得

2、的铝合金缸套力学性能满足要求。在对铝合金缸套的成形工艺进行数值模拟时，本文基于大型有限元数值模拟软件ANSYS／LS．DYNA，以参数化程序设计语言(APDL)为二次开发技术，以VisualBasic6．0为软件开发平台，编写了铝合金缸套成形工艺分析软件。该软件涵盖了数值模拟所需的前处理、求解、后处理的完整功能，可以方便地对铝合金缸套的成形工艺进行模拟与分析，简化了数值模拟的操作过程，有利于将数值模拟技术应用于实际工业生产。实验结果表明，本文所开发的铝合金缸套成形工艺分析软件具有较强的实用性。关键词：铝合金缸套；数值模拟；二次开发；LS—D'YNA；挤压；旋压分类号：TP391．9ABS

3、TRACTABSTRACT：Formingprocessofdry-typeofaluminumalloycylinderlinerfor4JB1dieselengineistheobjectofstudy．Extrusionformingprocessandspinningformingprocessareanalyzedbyfiniteelementmethod．Numericalsimulationunderdifferentformingprocessesanddifferenttechnolo季calparametersisachievedrespectively,andthe

4、impactofdifferenttechnologicalparametersonalloyflowvelocity,vonraisesstress，plasticstrain,extrusionforceandspinningforceisresearched，andappropriateparametersarealsoacquired．neresultsshowthat，extrusionspeedof2mm／sandfrictioncoefficientofO．05areappropriateparametersinextrusion,andfeedratioof2mm／rat

5、firstpassandlmm／ratsecondpassareappropriateparametersinspinning．Accordingtotheparametersacquiredbynumericalsimulation,theformingprocessexperimentofaluminumalloycylinderlinersisstudied，andthealuminumalloycylinderlinersareproducedsuccessfully,whoseshapeandsizearemeetrequirements．Throughthematerialt

6、ensiletest,themechanicalpropertiesofaluminumalloycylinderlinersarealsomeetrequirements．neformingprocessanalysissoftwareofaluminumalloycylinderlinersisusedinnumericalsimulation,whichisbasedonfiniteelementmethodsoftwareANSYS／LS—DYN&ANSYSParametricDesignLanguage(APDL)andVisualBasic6．O．Theset,rarewhi

7、chhaspreprocessor,solverandpostprocessor,candonumericalsimulationofformingprocessofaluminumalloycylinderlinereasilyandconveniently,anditisconducivetoapplyingthenumericalsimulationtechnologyinindustrialproduction．111eex