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摘要挤压过程中的摩擦系数和挤压凹模锥角对于挤压过程中的挤压力，挤压应变均匀性及挤压件的损伤有着重要的影响。在本次实验中通过 UG NX 4 软件建立铝合金正挤压成形实验的三文造型，并将其导入到 DEFORM-3D 6.1软件中构建有限元模型进行模拟实验分析。从结果中能够看出随着摩擦系数由 0.1 增加到 0.3，实验过程中的最大等效应变得到增加，挤压变形均匀性变差，并且挤压力大小增加了大约 20%。当挤压凹模锥角从90°下降到30° 时，最大等效应变降低，应变均匀性变差；同时挤压力下降了20%左右。综合模拟结果表明，摩擦系数为0.1，锥角为60° 为2024 铝合金的最佳挤压工艺条件。 28637
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毕业论文关键词 铝合金 正挤压 有限元 模拟
Title The analysis of the extrusion process for the Aluminum
Abstract The coefficient of friction and extrusion die shape during extrusion have an important impact for the extrusion pressure, extrusion uniformity and extrusion strain injury . In this experiment, we used UG NX 4 to build an aluminum extrusion positive experimental model, and import it to deform-3d in simulation. From the results of the experiment, with the friction coefficient is 0.1 to 0.3, during the experiment the maximum equivalent strain is increased, extrusion uniformity deteriorates, and the pressing force size increases by about 20%. When the extrusion die cone angle from 90 ° down to 30 °, the maximum equivalent strain decreases, the uniformity of strain variation; while squeezing pressure drop by about 20%. According to the simulation results, the friction coefficient of 0.1 and the cone angle of 60 °was the best conditions for 2024 aluminum extrusion.
Keywords Aluminum Extrusion process FEM Simulation
目次
1引言.1
1.1挤压成形工艺的研究现状.1
1.2挤压成形工艺模拟的研究现状.2
1.3研究内容及目的意义.3
2有限元模型的建立.4
2.1几何模型的建立.4
2.2有限元模型的建立.6
2.3模拟研究方案.9
3实验结果及讨论10
3.1摩擦系数的影响10
3.2模具形状的影响13
3.3剪切影响区的结果及分析18
3.4挤压件损伤的分析20
结论.22
致谢.23
参考文献24
1 引言 铝是在地壳中广泛分布的一种元素，含量仅次于氧和硅，居第三位，就金属元素来分析，铝居第一位。以铝为基础形成的铝合金是工业中广泛应用的有色金属材料，尤其是在航天和船舶化工工业中大量的被应用。就目前工业水平来看，铝合金的加工办法主要是机械加工，铸造加工以及焊接加工，这几种加工方法，在加工的过程中造成了原材料的浪费和产品强度性能的降低[1]。 1.1 挤压成形工艺的研究现状 挤压成形作为净成形或者近净成形的一种加工手段，延续了净成形或近净成形的优点，即减少后续机械加工量，节约成本以及提高生产效率，成为了在金属加工领域采用的一种重要手段[2]。所谓的挤压成形是利用压力机的往复运动，通过挤压模具来控制金属材料的流动，使之处于三向压应力的状态下，通过金属体积的大量转移来成形所需的尺寸、形状及性能的零件[3]。 工艺参数是铝合金挤压过程中的一个重要的影响因素，不同的工艺参数对于挤压结果造成的差异明显，下面就不同的工艺参数进行分析。 1.1.1 摩擦系数 通过对过去的研究分析表明，不论是铝合金管的单孔挤压还是多空挤压成形，摩擦系数在挤压过程中对于挤压力的影响起着微小的作用，同时工艺参数造成了挤压模具出口物质流动的不平衡，通过提高挤压速度，适当降低挤压温度都可以造成铝合金管更大的变形量 [4]。