基于数值模拟的铝合金薄壁管拉拔工艺优化

发布时间：2018-06-25 01:08

  本文选题：有限元方法 + 拉拔　； 参考：《机械工程材料》2015年12期

【摘要】：使用LS-DYNA有限元软件,建立了铝合金薄壁管拉拔加工的仿真模型,对管材拉拔过程中表面质量降低、壁厚不均以及材料失效等问题进行了原因分析;采用形状与尺寸优化相结合的方式改进了拉拔工艺并进行了试验验证。结果表明:铝合金薄壁管在拉拔过程中,与模具发生非均匀接触,沿拉拔方向材料的流动速度不一致,导致成型后的成品表面出现U形纹路,并诱发棱边开裂失效;通过优化第三道次坯料及模具工作带的形状和尺寸,显著提高了拉拔加工过程中金属流动的均匀性,改善了应变集中问题,并获得了高质量产品。
[Abstract]:Using LS-DYNA finite element software, the simulation model of aluminum alloy thin-walled tube drawing is established, and the causes of surface quality decrease, wall thickness uneven and material failure are analyzed. The drawing process was improved by the combination of shape and dimension optimization and the test was carried out. The results show that the aluminum alloy thin-walled tubes are in non-uniform contact with the die during drawing, and the flow velocity of the materials along the drawing direction is not consistent, which leads to the appearance of U-shaped lines on the surface of the finished products after forming and causes the edge cracking to fail. By optimizing the shape and size of the third pass billet and die working belt, the uniformity of metal flow during drawing process is improved, the problem of strain concentration is improved, and high quality products are obtained.
【作者单位】： 宁夏大学机械工程学院;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金面上资助项目(51475156) 宁夏大学自然科学研究基金资助项目(ZR1403);宁夏大学人才引进科研启动基金资助项目(BQD2014018)
【分类号】：TG356.5

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 柳艳;李贵茂;殷秋菊;周超梅;于军;;拉拔变形程度和电磁搅拌对Cu-6%Ag合金组织及性能的影响[J];机械工程材料;2013年11期

2 薛隆泉,何亚峰,刘荣昌,代春英,陈军涛;基于ANSYS/LS-DYNA的空拔钢管有限元分析[J];塑性工程学报;2005年05期

3 周杰;宋立群;廖旭;;高内表面质量铝合金矩形管拉拔成形工艺研究[J];中国机械工程;2007年18期

相关硕士学位论文 前1条

1 王凯庆;高精度铝合金矩形管多道次冷拉拔成形工艺方案优化及实验验证[D];重庆大学;2012年

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 马超;张国强;赵德华;何天庆;商融;;弯辊对带钢板形影响的模拟研究[J];鞍钢技术;2009年05期

2 余挺,王俊发,顾力强;轴承套圈锻造数值模拟[J];轴承;2005年07期

3 马博;张洛平;王鹏飞;陈远方;;基于DEFORM-3D的CARB轴承弧形滚子冷滚轧成形分析[J];轴承;2012年06期

4 张玉新,钟毅,王华昆,李勇;塑性成形中的六面体网格划分与重划分技术[J];锻压技术;2004年06期

5 黄荣学,曹建国,范洪远;有限元法在冲压模具分析中的应用及展望[J];锻压技术;2005年02期

6 何铁宁;李海峰;;钛合金挤压三维热力耦合数值模拟技术研究[J];锻压技术;2006年05期

7 施卫兵;刘子利;孙正茂;徐祥龙;;直齿轮温挤压工艺参数分析及凹模磨损数值模拟[J];锻压技术;2007年06期

8 杨云;董万鹏;王兆远;;基于FEM的铝型材分流焊合挤压过程数值模拟[J];锻压技术;2007年06期

9 王宝雨;王少臣;胡正寰;周永平;;冷斜轧磷铜球温度场的数值模拟[J];锻压技术;2008年04期

10 王明福;付建华;刘志奇;李永堂;;花键冷滚压成形过程有限元分析[J];锻压技术;2010年04期

相关博士学位论文 前10条

1 王德广;金属粉末高致密化成形及其数值模拟研究[D];合肥工业大学;2010年

2 王丽君;桥梁钢热压缩变形动态再结晶行为的双尺度模拟[D];山东大学;2011年

3 陈志钢;大尺寸喷射沉积铝合金管坯的制备及楔压致密化研究[D];湖南大学;2009年

4 李伟;生物可降解稀土镁合金血管支架无缝管材的制备技术及性能研究[D];重庆大学;2011年

5 陈文;增量体积成形数值模拟技术及其在多道次拔长工艺设计中的应用[D];上海交通大学;2011年

6 冀东生;中空分流锻造成形机理及应用技术研究[D];华中科技大学;2011年

7 王婷兰;聚丙烯等通道转角挤压加工及结构演化和性能的研究[D];华东理工大学;2012年

8 虞松;金属塑性成形过程三维有限元六面体网格自动生成算法及数值模拟关键技术研究[D];山东大学;2005年

9 毕见强;2A12铝块体超细晶材料的制备、模拟及细化机制的研究[D];山东大学;2005年

10 刘军营;变值成形原理与设备设计理论的若干关键问题研究[D];西安理工大学;2005年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘霞;圆柱直齿轮精锻成形工艺试验及数值模拟研究[D];南昌航空大学;2010年

2 苏红涛;直齿圆锥齿轮振动摆辗成形技术研究[D];江西理工大学;2010年

3 苏建民;无网格法及其在任意形状接触界面金属成形中的应用研究[D];浙江大学;2010年

4 杨刚;电解镍板剪切过程的计算机模拟及剪切参数分析[D];昆明理工大学;2009年

5 陈玉良;纯铜大变形异步叠轧数值模拟及工艺优化设计[D];昆明理工大学;2009年

6 刘凡;星形套终锻成形数值模拟及优化[D];武汉理工大学;2011年

7 管倩;典型金属高压扭转变形的有限元分析[D];武汉理工大学;2011年

8 刘龙明;铝合金两体机座外套和导体铸造工艺数值模拟[D];武汉理工大学;2011年

9 瞿烨波;基于Dynaform纵梁后加强板成形工艺及回弹控制模拟分析[D];武汉理工大学;2011年

10 王敏;复杂曲面切削加工仿真技术研究[D];兰州理工大学;2011年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李贵茂;王恩刚;张林;左小伟;赫冀成;;形变原位Cu-Ag复合材料的研究进展[J];材料导报;2010年05期

2 黄成江,李殿中,戎利建,李依依;拉拔道次对空拔管质量影响的三维弹塑性有限元分析[J];材料科学与工艺;2000年03期

3 李贵茂;王恩刚;张林;左小伟;赫冀成;;强磁场对Cu-25Ag合金凝固、拉拔组织及导电性能的影响[J];稀有金属材料与工程;2012年04期

4 陈隆彬;万锐;梁宏;商淑梅;;八方管拉拔成形工艺探索[J];四川兵工学报;2011年01期

5 申卫华,刘化民,张士宏;铜管游动芯头拉拔道次优化的弹塑性有限元模拟[J];锻压技术;2005年03期

6 胡龙飞;刘全坤;王强;徐轶;;十字形钢管拉拔成形的三维有限元模拟[J];锻压技术;2006年03期

7 唐伟东;张士宏;刘劲松;程大勇;;游动芯头拉拔工艺参数对模具磨损影响模拟[J];锻压技术;2011年04期

8 胡龙飞,刘全坤,王强,胡成亮;管材拉拔三维弹塑性有限元数值模拟[J];锻压装备与制造技术;2004年03期

9 徐轶,胡龙飞,刘全坤;矩形钢管冷拔过程的三维有限元模拟[J];锻压装备与制造技术;2005年05期

10 权国政;周杰;艾百胜;佟莹;;矩形截面铝合金管材的单道次空拉拔变形机理[J];重庆大学学报;2008年06期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 吴洪春;薄壁管斜切模[J];模具通讯;1980年04期

2 杨煜;;黄铜薄壁管生产的某些特点[J];上海有色金属;1980年06期

3 白德茂;钻薄壁管用钻头[J];工具技术;1982年07期

4 瞿天木;张成秀;;电渣熔铸薄壁管研制成功[J];上海金属(钢铁分册);1982年03期

5 盛天];;采用焊接管坯制造薄壁管的新方法[J];鞍钢技术;1982年03期

6 刘玉芳;电渣熔铸薄壁管设备[J];上海钢研;1985年05期

7 徐永生;;薄壁管扩胀器[J];江苏机械;1985年06期

8 林朝平;车削薄壁管的滚柱式内支架[J];机械科学与技术;1990年06期

9 林朝平;;车削薄壁管的滚柱式内支架[J];机械科学与技术;1990年06期

10 林朝平;车削薄壁管的滚柱式内支架[J];工具技术;1992年04期

相关会议论文 前10条

1 房光强;彭福军;咸奎成;秦彦;;透镜状复合材料薄壁管研究[A];复合材料：创新与可持续发展(下册)[C];2010年

2 林晓虎;杨庆生;;薄壁管轴向冲击动态性能分析[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年

3 张波;刘汉龙;;现浇薄壁管桩复合地基竖向承载特性分析[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集（下册）[C];2006年

4 邓小民;;5056合金薄壁管冷加工工艺研究[A];全国第十二届轻合金加工学术交流会论文集[C];2003年

5 邓爱明;杨红亚;李远睿;盛光敏;;钛合金薄壁管构件高温应变疲劳[A];第五届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2001年

6 何方成;;两种薄壁管材超声波检测方法的对比研究[A];北京机械工程学会2006年优秀论文集[C];2006年

7 任颂赞;陈德华;马春霞;于晖;;铝合金薄壁管焊接区开裂分析[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年

8 王守林;;薄壁管切断模具设计[A];工模具设计与制造资料汇编[C];1980年

9 肖小亭;杨海文;邝卫华;廖毅娟;章争荣;;卡压式薄壁管接头连接密封性CAE分析[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年

10 薛贵林;隋允康;杜家政;;薄壁管轴向冲击的数值模拟与吸能优化[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年

相关重要报纸文章 前1条

1 马文选;扣压式薄壁管落户世界金融中心工程[N];北京科技报;2002年

相关硕士学位论文 前10条

1 邹涛;薄壁管状空间伸展臂收展数值模拟与试验[D];上海交通大学;2013年

2 谢楚雄;不锈钢薄壁管切割系统研究[D];浙江师范大学;2014年

3 李玉宝;薄壁管件校直理论研究[D];合肥工业大学;2005年

4 薛贵林;带有规则纹路薄壁管的抗撞性分析与优化设计[D];北京工业大学;2009年

5 魏灿刚;仿竹结构薄壁管的耐撞性设计和分析[D];吉林大学;2014年

6 贾盼盼;弹性垫对薄壁管充液弯曲的影响研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

7 陈璇;薄壁管热推弯曲过程有限元模拟[D];燕山大学;2006年

8 徐永亮;现浇砼空心（GBF高强薄壁管）无梁楼盖施工技术及应用[D];西南交通大学;2004年

9 陈戟铭;薄壁管数控弯曲成形壁厚变薄的数值分析[D];西北工业大学;2003年

10 王式才;薄壁管材矫直过程最小弯曲半径与压下工艺量研究[D];东北大学;2012年

，

本文编号：2063818