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法蘭盤在鍛造過程中的速度場(chǎng)流動(dòng)狀態(tài)和等效應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)

2024-5-25 9:54:22 瀏覽次數(shù):

       采用有限體積法對(duì)5083鋁合金法蘭盤鍛造成形過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析比較了在坯料形狀不同的情況下,法蘭盤在鍛造過程中的速度場(chǎng)、流動(dòng)狀態(tài)和等效應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)。模擬分析結(jié)果表明,通過增加坯料管壁外錐度和增大圓角半徑,可以有效避免鍛造過程中鍛件開裂和折疊缺陷的出現(xiàn);并根據(jù)分析結(jié)果對(duì)鍛模進(jìn)行了改進(jìn).在內(nèi)壁增設(shè)飛邊槽以利于鍛造成形。

       5083鋁合金為Al-Mg系合金,具有良好的綜合力學(xué)性能、抗蝕性和可焊性能,有著廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域,如用于艦艇、汽車和飛機(jī)板焊接件、制冷裝置、電視塔、鉆探設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備、導(dǎo)彈元件、裝甲等田。國、內(nèi)某公司即將生產(chǎn)的一種5083鋁合金法蘭盤就是利用該合金優(yōu)良的抗腐蝕性能而用作海船甲板上的緊固件。由于該零件采用錠模鑄造方法制備坯料,其中存在大量的鑄造缺陷,致密度低,因此選擇模鍛精整以焊合鍛件內(nèi)部缺陷,提高鍛件致密度。

       在鍛造成形過程中,金屬流動(dòng)劇烈且不均勻,工件局部區(qū)域過量的變形會(huì)導(dǎo)致在該區(qū)域產(chǎn)生斷裂和折疊等缺陷。傳統(tǒng)的鍛造工藝與模具設(shè)計(jì)主要是建立在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,采用試錯(cuò)法進(jìn)行工藝調(diào)整和模具修改,不僅研發(fā)周期長,而且鍛件的質(zhì)量難以得到保證。采用現(xiàn)代數(shù)字成形技術(shù)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)和虛擬試模,可迅速優(yōu)化工藝和模具,顯著降低生產(chǎn)成本。其中有限體積法(suyFVM)是體積成形數(shù)值模擬的一種強(qiáng)有力工具。該項(xiàng)技術(shù)由于采用了Eider坐標(biāo)體系下的網(wǎng)格定義方法,單元網(wǎng)格不隨時(shí)間變化,一方面完全避免了有限單元技術(shù)Lagrange方法難以處理而又無法回避的網(wǎng)格重劃分問題;另一方面,F(xiàn)VM法采用直接積分和顯式求解方法,不需迭代求解平衡方程。正是由于FVM法既保持了有限差分法的計(jì)算簡(jiǎn)單性,又兼有有限元的精確性,所以可以較好地實(shí)現(xiàn)鍛造過程的模擬仿真,獲得變形體在成形過程任意時(shí)刻的力學(xué)信息,分析金屬成形機(jī)理,以及預(yù)測(cè)成形缺陷。http://www.procwell.com/

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