【精品版】汽车轮毂旋压成形过程的数值模拟

旋铆成形过程的数值模拟分析

收稿日期：２０１４－１１－１７作者简介：陈昊（１９８９—），男，学士，助理工程师，研究方向为飞行器制造工程。Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｈｅｎ８９１３＠１２６�� ｃｏｍ。
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机床与液压
第４４卷
表１边界条件和参数设置
铆钉尺１６ｍｍ（２０１７）３°
向分为３层，在每层径向方向选择中心、１／２半径点和外缘，如图２所示。应用有限元分析法，追踪这些
点的变形规律，以便全面揭示旋铆金属变形过程。
的形状由铆杆与板壁孔控制，成形质量稳定一致。（４）底层材料在成形中期出现较大的应力波动，
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｐｉｎｒｉｖｅｔｉｎｇ；Ｆｏｒｍｉｎｇｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；Ｓｉｍｕｆａｃｔ�� Ｆｏｒｍｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅ
旋铆（旋压铆接的简称，又称摆碾铆接），是在传统压铆技术的基础上增加了铆杆的旋转运动，使得铆杆头与铆钉的接触面积减小，因而可减小铆接压力；同时铆杆与铆钉接触瞬间的冲击力减小而降低了加工噪声；另外，由于旋铆金属变形是螺旋式的渐近成形过程，铆接质量优于压铆，因而在钣金制造领域得到了较为广泛的应用。文中基于Ｓｉｍｕｆａｃｔ�� Ｆｏｒｍｉｎｇ，运用点历史追踪法对旋铆变形过程进行数值模拟研究，探讨了旋铆变形的应力应变变化及分布云图，并分析了铆钉材料流动、应力应变规律及行程－载荷等变化情况，为旋铆技术的理论研究和技术应用提供参考。１旋铆分析有限元建模
关键词：旋铆；成形模拟；Ｓｉｍｕｆａｃｔ�� Ｆｏｒｍｉｎｇ软件中图分类号：ＴＧ９３８文献标志码：Ａ文章编号：１００１－３８８１（２０１６）２－０２１－４

轮毂挤压铸造数值模拟与参数优化

C A M E O 凯模C A E 案例库w w w .c a m e o .o r g .c n《热加工工艺》2013年3月第42卷第5期轮毂属于汽车的受力件，承受着汽车的全部质量。

在汽车高速运行过程中，面临着地面的摩擦、碰撞，要求有很好的强度、抗撞击能力；同时，在运行过程中，一直暴露在露天，饱受风吹雨淋，要求有一定的气密性。

总之，服役环境复杂，对其力学性能等都有很高的要求，由此选择铸造成型方法就成了关键。

1轮毂成型工艺试验方法轮毂挤压铸造成型所涉及的工艺参数很多，而每个工艺参数又有多种选择情况，工艺参数组合不同，所铸造出来的轮毂质量也不相同，如果对每种工艺参数组合都做一次试验，则试验次数繁多，甚至试验无法完成。

本文采用正交试验设计法对参数进行试验安排，通过少量试验次数，得出所需要的数据[1]。

正交试验设计，是利用规格化的正交表，恰当的设计出试验方案和有效的分析试验结果，提出最优配方和工艺条件，并进而设计出可能更优秀的试验方案的一种科学方法。

正交表则是利用“均衡搭配”与“整齐可比”这两条基本原理，从大量的全面试验中，为挑选出少量具有代表性的试验点，所制成的排列整齐的规格化表格[2]。

2轮毂成型工艺参数方案的确立挤压铸造不同于其他铸造方式之处是液态合金一直处于压力下直至凝固结束，相对于普通压铸而言，多了一个压力下补缩的过程，挤压压力是其最显著的一个工艺参数，针对38mm 铝合金汽车轮毂，已有较为成熟的挤压力取值为110MPa 。

由于在相同铸造工艺下，镁合金的压力通道阻力比铝合金要大，对于相近形状与体积铸件来说，镁合金应采用比铝合金略高的挤压力[3]。

根据轮毂“挤压压铸”的工艺特性，模具温度和合金液温度对铸件的充型和凝固过程有较大的影响。

初始加压时间以合金液充型完成开始，通过Anycasting 软件自动计算铸件体积与内浇口充型速度的比值得到，与保压时间设定为软件凝固过程模拟结束时自动结束。

3试验过程及结果分析本文针对挤压压力，合金液浇注温度，模具初始温度3个参数，选取的因素和水平表见表1。

汽车轮毂旋压成形工艺研究

精密成形工程第14卷第7期124 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2022年7月收稿日期：2021–07–21作者简介：赵玉霞（1986—），女，硕士，讲师，主要研究方向为车辆工程。

汽车轮毂旋压成形工艺研究赵玉霞，孙华雨，方雷（河南机电职业学院，河南新郑 451191）摘要：目的优化汽车轮毂旋压成形过程中的工艺参数。

方法设计了四因素四水平正交试验，研究了摩擦因数、旋轮圆角半径、进给率、主轴转速对第1道次和第2道次试样壁厚比值的影响。

结果在第1道次中，进给率对壁厚比值影响最大，其次是摩擦因数、旋轮圆角半径，主轴转速对壁厚比值影响较小。

在第2道次中，摩擦因数对壁厚比值影响最大，其次是主轴转速，最后为旋轮圆角半径和进给率。

结论第1道次最优工艺组合为A 4B 4C 3D 1，即摩擦因数为0.4，旋轮圆角半径为25 mm ，进给率为0.7 mm/r ，主轴转速为150 r/min ；第2道次最优工艺组合为A 2B 2C 4D 3，即摩擦因数为0.2，旋轮圆角半径为8 mm ，进给率为1.4 mm/r ，主轴转速为210 r/min 。

所制备的轮毂在0°、90°、180°、270°等4个位置测得的屈服强度相近、抗拉强度也相近，屈服强度和抗拉强度的均值分别为213 MPa 和263 MPa ，说明所制备的轮毂在4个角度位置具有较优的力学性能均匀性。

关键词：旋压成形；汽车轮毂；壁厚比值；摩擦因数；旋轮圆角半径；进给率；主轴转速 DOI ：10.3969/j.issn.1674-6457.2022.07.017中图分类号：TG306 文献标识码：A 文章编号：1674-6457(2022)07-0124-06Spinning Forming Technology of Automobile Wheel HubZHAO Yu-xia , SUN Hua-yu , F ANG Lei(Henan V ocational College of Mechanical and Electrical Engineering, Henan Xinzheng 451191, China)ABSTRACT: The work aims to optimize the technological parameters of automobile wheel hub during spinning forming. Four-factor and four-level orthogonal experiment was designed to study the effects of friction coefficient, wheel fillet radius, feed rate, and spindle speed on the wall thickness ratio of the first pass and the second pass. In the first pass, the feed rate range had the greatest effects on the wall thickness ratio, followed by the friction coefficient and the wheel fillet radius. The spindle speed range was the smallest, and had little effect on the wall thickness ratio. In the second pass, the friction coefficient had the greatest effects on the wall thickness ratio, followed by the spindle speed, and finally the wheel fillet radius and feed rate. The optimal process combination of the first pass is A 4B 4C 3D 1, that is, the friction coefficient is 0.4, the wheel fillet radius is 25 mm, the feed rate is 0.7 mm/r, and the spindle speed is 150 r/min. The optimal process combination of the second pass is A 2B 2C 4D 3, that is, the friction coefficient is 0.2, the wheel fillet radius is 8 mm, the feed rate is 1.4 mm/r, and the spindle speed is 210 r/min. The yield strength and tensile strength of the prepared hub measured at four positions of 0°, 90°, 180° and 270° are similar, re-spectively, and the mean values correspond to 213 MPa and 263 MPa, indicating that the prepared wheel hub has good me-chanical performance uniformity at four positions.KEY WORDS: spinning forming; automobile wheel hub; wall thickness ratio; friction coefficient; wheel fillet radius; feed rate; spindle speed第14卷第7期赵玉霞，等：汽车轮毂旋压成形工艺研究125汽车轮毂作为承载着全车重量的重要组件，在汽车行进的过程中，兼具传递动力、减震等作用，其性能的优劣将会直接影响到汽车的安全性、舒适性、使用寿命和外观等[1-2]。

基于simufact.forming软件的车轮旋压模拟分析

基于simufact.forming软件车轮旋压模拟仿真段小亮1，李光杰1(1．西模发特信息科技（上海）有限公司技术工程部，上海 200336)摘要：旋压轮毂具有重量轻、强度高、寿命长、表面光洁，机械加工余量少等优点。

而旋压工艺过程复杂，影响因素多，造成实际旋压加工中工艺参数和工装的选择和调试较为困难，本文采用理论结合实际对钢质重型卡车车轮及铝合金轿车车轮旋压工艺进行模拟分析，得出了旋压件的应力应变、厚度尺寸变化、旋压力变化情况，验证了工艺参数的准确性与工艺的可行性，仿真结果与实际有较好的相符性。

通过simufact.forming软件在旋压产品研制过程中的应用发现，仿真分析软件可以提前判断旋压工艺的可行性及合理性，为旋压产品的研制提供重要参考。

关键词：轮毂旋压；Simufact.forming；模拟仿真Simulation of wheel spinning by simufact.formingXiaoliang.Duan1，Jason.Li1(1.ManuSim Solutions Co,.Ltd Engineering department, Shanghai 200336)Abstract：The spinning wheel has the advantages of light weight, high strength, long service life, smooth surface, less machining allowance. But the spinning process is complicated, many influence factors that cause selection and debugging parameters and tooling is difficult in actual spinning process, this paper simulation of the spinning process of steel heavy truck wheels and aluminum alloy car wheel, give the result of the stress and strain, thickness, pressure changes of the parts, verify the feasibility and accuracy of process parameters, Through the simufact.forming software used in the process of spinning in the product development of discovery, analysis and simulation software can advance to judge the feasibility and rationality of the spinning process, provides the important reference for the development of spinning products.Keywords：wheel spinning；Simufact.forming；numerical Simulation1引言轮毂作为汽车中的重要部件之一，起着承载着汽车的重量，同时也体现着汽车的外观造型。

汽车轮毂旋压成形过程的有限元数值模拟

万方数据第４期孙丽丽，等：汽车轮毂旋压成形过程的有限元数值模拟５５３可鞫ｌｆＪ＂ＩＱ’２毋（１＋号Ｈ半）Ｊ“。

其中，Ｈ为硬化系数；Ｅ为弹性模量；ｐ为泊松比；／。

为应力偏张量。

１．１模型离散化在拉深旋压过程中，坯料和芯模一起作旋转运动，旋轮作轴向进给运动，如图２所示。

芯模＼＼．竣ｒ／／尾巧一ｌ（、。

吻Ｊ国，＿＿＿・＿－－一．八圈２拉深旋压原理图其变形过程属于连续的局部塑性变形，工件处于三维受力状态。

本文中轮毂多道次拉深旋压模拟所采用的参数见表１所列。

表１轮毂旋压数值模拟参数根据表１中的旋轮、坯料和芯模尺寸，建立轮毂旋压有限元模型，如图３所示。

圈３有限元模型本文采用四节点四边形单元对坯料进行网格划分，毛坯划分为３０５２１个节点，１０３６２个单元，其网格图如图４所示。

其中芯模与旋轮定义为刚性体，变形毛坯定义为弹塑性体。

图４毛坯网格图模拟所用的毛坯材料为２０Ｃｒ，其力学性能参数为：屈服强度ｃｒｓ一５４０ＭＰａ，抗拉强度观＝８３５ＭＰａ，泊松比／ｚ＝０．３０。

为了便于有限元分析运算具有较高的求解精度，本文在模拟计算中做了如下假设：①工件材料均质，且为各向同性；②忽略变形过程中旋轮与工件之间的温度效应，将变形假设为等温变形；③在计算中忽略重力、惯性力的影响。

１．２边界条件的处理在实际加工中，芯模、旋轮、坯料３者之间的相对运动比较复杂。

一方面，坯料和芯模在主轴的带动下做旋转运动；另一方面，旋轮沿着轴向进给，并且由于摩擦力的作用而绕自身轴心旋转。

为了便于旋压过程的模拟计算，本文在建立有限元模型时采用相对运动方式，即假定坯料和芯模固定不动，旋轮绕着ｚ轴（旋转中心轴）沿毛坯表面做旋转运动，同时进行轴向进给。

将坯料和芯模接触处定义成约束状态，坯料和尾顶接触处也定义成约束，芯模、尾顶在ｚ、ｙ、ｚ３个方向的位移和绕３个轴的转动速度定义为零。

１．３摩擦接触的处理旋压加工的模拟涉及毛坯和芯轴以及毛坯和旋轮之间的接触，在接触区法向力很大，摩擦表现出高度非线性［７］。

汽车轮毂多道次旋压成形工艺分析及数值模拟

２有限元模型
坯料成形方案确定后，利用ＡｂｑｓＣａｕＡＥ模块的三维造型功能建立各道次下旋压的有限元模型。为简化模型以提高运算的精度和速度，只对
轮毂锻坯变形部分进行模拟分析。定义坯料为刚塑性变形体，用材料为Ａ３６铝合金，性模量所５弹为７Ｐ，松比为０５屈服强度为１３ＭＰ，０Ｍａ泊．，３ａ
基金项目：安徽省优秀青年科技基金资助项目（ｏ４６６１．１ｏｏ０Ｙ２）作者简介：陈豪（９７）男，肥工业大学博士生． — ｉｑａ＿ｈｎａ＠ｙａ．ｅ钱１８一，合Ｅｍａｌｉｎｃｅｈｏｅｈｎｔ：通讯作者：克敏（９３）男，肥工业大学教授，士生导师． — ｉｘｅｍ０２＠ｓａｃｒ薛１６一，合博Ｅｍａｌｕｋ７１ｉ．ｏ：ｎｎ
大减薄率受到限制，至少需要采用两个道次的剪
切旋压完成总的壁厚减薄，以旋压成形方案拟所定为先进行两道次剪切旋压，进行普通旋压，再每
道次后都要进行退火处理，以消除残余应力。
验或理论解析方法难以准确、效地解决生产中高
一
（）压成形至１ａ旋／３时
一
（）压成形至２３时ｈ旋／

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言低压铸造作为一种高效的铝合金铸造工艺，近年来在汽车制造行业中被广泛采用，尤其是用于铝合金轮毂的生产。

这一技术的运用使得制造出的轮毂不仅强度高、质量轻，还具备较好的抗腐蚀性。

本文旨在探讨低压铸造铝合金轮毂的数值模拟及工艺优化，以期提升产品质量和制造效率。

二、低压铸造工艺概述低压铸造是一种将熔融的金属液在压力控制下注入铸型，并通过重力进行充填的铸造方法。

此工艺过程中，模具的温度、压力控制以及金属液的流动速率等都是影响轮毂质量的关键因素。

对于铝合金轮毂的生产，低压铸造具有生产效率高、充型平稳、材料利用率高等优点。

三、数值模拟在低压铸造中的应用数值模拟技术为低压铸造铝合金轮毂提供了重要的技术支持。

通过模拟熔融金属的充型过程、温度场分布以及凝固过程，可以预测铸造过程中可能出现的缺陷，如气孔、缩孔等。

此外，数值模拟还可以优化模具设计、控制充型速度和压力等工艺参数，从而提高产品质量和降低生产成本。

四、工艺优化措施1. 模具设计优化：通过数值模拟分析模具的温度场和流场分布，优化模具结构，提高模具的导热性能和充型能力。

同时，合理设计浇口位置和大小，以控制金属液的流动速度和方向。

2. 工艺参数控制：在低压铸造过程中，控制合适的模具温度、充型压力和充型速度是关键。

这些参数需要根据具体的合金成分、轮毂尺寸以及生产条件进行调整，以获得最佳的铸造效果。

3. 质量控制：严格把控原材料的化学成分和物理性能，确保熔炼过程中的温度和气氛控制得当，以减少金属液中的气体和夹杂物含量。

此外，对铸造出的轮毂进行质量检测，如尺寸检测、硬度测试和金相分析等，以确保产品质量符合要求。

五、实践应用与效果分析通过数值模拟与工艺优化的结合，我们成功提高了铝合金轮毂的生产效率和产品质量。

具体表现在以下几个方面：1. 充型平稳性：通过优化模具设计和控制充型速度，使得金属液在充型过程中更加平稳，减少了气孔和缩孔等缺陷的产生。

汽车轮毂旋压成形过程的数值模拟(论文)开题报告00

山东科技大学
本科毕业设计（论文）开题报告题目汽车轮毂旋压成形过程的数值模拟
系部名称机电工程系
专业班级机械设计制造及其自动化10-1
学生姓名 222
学号 1022060125
指导教师 222
填表时间： 2012 年 03 月 23 日
填表说明
1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

2.此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。

3.学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。

4.参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。

5.开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，已成为现代汽车的重要组成部分。

低压铸造作为一种先进的铸造技术，在铝合金轮毂的生产中得到了广泛应用。

然而，铸造过程中涉及到众多工艺参数，如何通过数值模拟与工艺优化提高铸造质量，减少生产成本，成为行业关注的焦点。

本文将通过数值模拟方法对低压铸造铝合金轮毂的工艺过程进行深入研究，并探讨其工艺优化方法。

二、低压铸造铝合金轮毂的数值模拟2.1 数值模拟方法数值模拟是利用计算机对铸造过程进行仿真模拟，通过建立物理模型、数学模型和求解模型，分析铸造过程中的流动、传热、凝固等物理现象。

在低压铸造铝合金轮毂的数值模拟中，主要采用流体动力学、传热学等相关理论，建立铸造过程的数学模型。

2.2 模拟过程及结果分析通过数值模拟，可以观察到铝合金在低压铸造过程中的流动情况、温度分布、凝固过程等。

模拟结果可以帮助我们了解铸造过程中可能出现的缺陷，如气孔、缩松等，并分析其产生原因。

此外，还可以通过模拟结果优化工艺参数，提高铸件的质量。

三、工艺优化3.1 工艺参数优化在低压铸造过程中，工艺参数对铸件的质量具有重要影响。

通过对铸造温度、压力、浇注速度等工艺参数进行优化，可以提高铸件的充型能力、减少气孔和缩松等缺陷。

此外，合理的模具设计也是提高铸件质量的关键。

3.2 优化措施针对铝合金轮毂的低压铸造过程，可以采取以下优化措施：（1）合理设计模具结构，确保铸件在凝固过程中受到均匀的冷却和压力作用；（2）优化铸造温度和压力，确保铝合金液在模具中充分填充，同时避免过高的温度和压力导致铸件产生缺陷；（3）控制浇注速度，避免因速度过快导致铝合金液卷入气体或因速度过慢导致铸件出现缩松等缺陷；（4）采用先进的合金材料和冶炼技术，提高铝合金的充型能力和抗气孔、缩松等缺陷的能力。

四、实例分析以某汽车厂低压铸造铝合金轮毂为例，通过数值模拟发现铸件在凝固过程中存在气孔和缩松等缺陷。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因具备轻量化、耐腐蚀性强、抗冲击性良好等优势，得到了广泛的应用。

其中，低压铸造工艺是一种广泛应用于铝合金轮毂生产的制造技术。

本文将针对低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化进行深入探讨，旨在提高产品质量、生产效率和降低生产成本。

二、低压铸造工艺简介低压铸造是一种利用低压差使熔融金属填充铸型并结晶成型的铸造工艺。

在铝合金轮毂的生产过程中，低压铸造技术以其高填充性、高密实性和较低的成本得到了广泛应用。

在低压铸造过程中，模具处于封闭状态，使合金熔体在低于大气压的条件下充满模具，从而实现金属液体的均匀填充和高质量的轮毂生产。

三、数值模拟在低压铸造中的应用数值模拟技术在低压铸造过程中扮演着重要的角色。

通过建立准确的物理模型和数学模型，利用数值方法模拟合金熔体的流动、热传导、传质和凝固过程，实现对整个铸造过程的模拟。

这一过程对于优化模具设计、预测产品质量、降低废品率具有重要意义。

在铝合金轮毂的低压铸造过程中，数值模拟技术可以帮助分析充型过程中的压力分布、温度变化以及合金熔体的流动行为，为工艺优化提供依据。

四、工艺优化策略为了进一步提高铝合金轮毂的制造质量和生产效率，降低生产成本，需要从以下几个方面进行工艺优化：1. 模具设计优化：根据数值模拟结果，对模具结构进行优化设计，包括进液口位置、出气孔设置、模具壁厚等参数的调整，以提高金属液体的充型能力和产品质量。

2. 工艺参数优化：通过调整铸造温度、压力、速度等工艺参数，实现合金熔体的均匀填充和高质量的轮毂生产。

同时，优化冷却系统和热处理工艺，提高产品的力学性能和耐腐蚀性。

3. 材料选择与控制：选用优质的铝合金材料和适当的合金成分，以获得良好的机械性能和抗腐蚀性能。

同时，严格控制材料的成分和杂质含量，以确保产品质量。

4. 生产环境与质量控制：建立严格的生产环境与质量控制体系，包括检测设备的配置与使用、工艺流程的标准化等措施，确保产品质量和生产过程的稳定性。

基于DEFORM的汽车轮毂轴管热挤压过程的数值模拟

ＦＯＲＧＩＮＧ２００８年第２期１前言轮毂轴管（图１）是汽车后桥上一个重要的保安件，要承受各种复杂的交变应力与疲劳载荷［１］。

因此，其工作环境的特殊性决定了其较高的质量要求和挤压工艺参数的精确化。

传统挤压工艺的制定主要是建立在经验基础上，采用试错法不断调整工艺参数和修改模具，不仅研发周期长，而且挤压件的质量难以保证。

随着数值模拟技术的发展，可以采用计算机对金属成形过程进行分析，掌握变形过程中各种场量的变化情况。

并可对变形过程中工件内部缺陷等进行预测，对挤压工艺的制定具有重要的参考价值。

本文利用有限元软件ＤＥＦＯＲＭ对轴管坯料的挤压过程进行了数值模拟。

并对挤压后工件的损伤、应力场、应变场及其分布的原因进行了分析，为制定生产工艺提供了参考［２］。

２建模及模拟条件应用ＤＥＦＯＲＭ软件对汽车轮毂轴管热挤压过程的数值模拟，首先需建立有限元分析模型，如图２所示。

模型初始条件为：①设定上下模为刚性模型，工件为弹性模型；ＴｈｅＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＬａｒｇｅＣｙｌｉｎｄｅｒＦｏｒｇｉｎｇｉｎＦｏｒｇｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｕｎｄｅｒＨｉｇｈＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＸＵＦｅｉｘｉａ，ＣＵＩＺｈｅｎｓｈａｎ，ＣＨＥＮＷｅｎ，ＦＵＱｉａｎｇ（Ｄｅｐｔ．ｏｆＰｌａｓｔｉｃｉｔｙＦｏｒｍｉｎｇＥｎｇ．，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００３０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｔｅｘｔｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｓｈｅｌｌｆｏｒｇｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｌａｒｇｅｓｃａｌｅｃｙｌｉｎｄｅｒａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａ－ｔｕｒｅ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｂｅｔｗｅｅｎａｎｖｉｌ＇ｓｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｓｔａｉｎｉｎｇｃｏｌｕｍｎｉｎｈｉｇｈ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｏｒｇ－ｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｌａｒｇｅｃｙｌｉｎｄｅｒｆｏｒｇｉｎｇｓ，ａｎｄｉｔｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｆｏｒｇｉｎｇｓｄｉｍｅｎｓｉｏｎｈａｖｅｂｅｅｎｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｂｙｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｉｔｒａｉｓｅｓａｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｊｕｄｇｉｎｇｆｏｒｇｉｎｇ＇ｓｐｒｅｃｉｓｉｏｎｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅ－ｓｕｌｔｓｗｉｔｈｔｈｅｆｏｒｇｉｎｇｉｎ３Ｄｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＦｏｒｇｉｎｇP Ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｃｙｌｉｎｄｅｒP ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎP Ｑｕａｌｉｔｙ!９８!６０＋１０!７０!８８!１５２!６５１９５９０３８０６２５０１５图１轮毂轴管零件图收稿日期：２００８－０１－１７作者简介：温志高（１９６７－）男，硕士，高级工程师，从事热挤压工艺技术研究文章编号：１６７２－０１２１（２００８）０２－００５８－０３基于ＤＥＦＯＲＭ的汽车轮毂轴管热挤压过程的数值模拟温志高（河南英威东风机械有限公司，河南南阳４７４６７４）摘要：本文建立了汽车轮毂轴管的有限元分析模型，利用ＤＥＦＯＲＭ软件模拟了工件热挤压过程，并分析了工件的损伤、应力场及应变场的分布情况和原因。

钢制车轮轮辐旋压成形数值模拟和工艺参数优化

钢制车轮轮辐旋压成形数值模拟和工艺参数优化作者：党斌单颖春刘献栋来源：《计算机辅助工程》2019年第01期摘要：为指导车轮轮辐旋压成形工艺参数的选择，利用Simufact Forming对某款轻型客车的轮辐旋压过程进行有限元仿真，改进旋轮轨迹的确定方法，对比厚度仿真结果和实际加工结果，验证该仿真方法的有效性。

在数值模拟的基础上，设计四因素三水平正交试验表，对工艺参数进行正交试验优化设计，得到一组针对该钢制车轮轮辐旋压成形的最优工艺参数。

利用优化后的工艺参数进行轮辐旋压成形仿真，结果表明轮辐最大厚度偏差和最大等效应力都有所减少。

关键词：钢制车轮;轮辐;旋压成形;旋轮轨迹;正交实验;工艺参数;优化中图分类号：U463.34;TG306文献标志码：B文章编号：1006-0871（2019）01-0008-060 引言在钢制车轮生产工艺中，轮辐旋压成形是关键工序之一[1]。

在轮辐的错距强力旋压成形过程中，加工工艺参数的选择直接影响产品质量和生产效率。

单纯依靠“试错法”研究轮辐错距强力旋压工艺，使产品达到预期目标，成本高且生产周期长。

随着计算机技术的发展和有限元法理论的进步，基于有限元法的计算机软件逐渐应用到钢制车轮轮辐生产和研发过程中。

利用金属成形工艺模拟平台Simufact Forming可模拟轮辐旋压成形过程，获得工件的厚度和等效应力等物理场分布，评估成形性能，在改进工艺设计方案、提高产品质量、降低生产成本和缩短产品研发周期等方面具有巨大优势。

[2]陈茂敬等[3]针对SS400热轧钢板用于轮辐旋压出现横向开裂的现象，系统分析材料本身和旋压工艺2方面的因素，认为导致开裂的主要原因是材料有原始裂纹和大量夹杂物以及旋压成形比过大，但没有研究工艺参数对轮辐成形的影响。

张晋辉等[4]基于Abaqus Explicit平台建立锥形件剪切旋压的三维有限元模型，认为较大的旋轮进给量和芯模转速有利于减小壁厚差，旋轮直径对旋压力和壁厚差的影响不显著。

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》范文

《低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金轮毂因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，已成为现代汽车的重要组成部分。

低压铸造作为一种先进的铸造工艺，以其低成本、高精度、复杂结构铸造等优势，广泛应用于铝合金轮毂的生产。

本文通过数值模拟的方法对低压铸造铝合金轮毂的过程进行模拟，并对工艺进行优化，以提高产品质量和生产效率。

二、数值模拟1. 模型建立首先，根据铝合金轮毂的设计图纸，在专业软件中建立三维模型。

考虑到铸造过程中的热传导、流体流动等物理现象，建立包括模具、合金液、气体等在内的多物理场耦合模型。

2. 材料属性设定设定铝合金的材料属性，如密度、热传导率、流动性等。

同时，设定模具的材料属性及初始温度等。

3. 模拟过程根据低压铸造的工艺过程，设置模拟的边界条件和初始条件。

通过求解多物理场耦合方程，模拟铝合金液在模具中的充型过程、凝固过程及气体的排出过程。

三、工艺优化1. 充型速度优化通过数值模拟，分析不同充型速度对轮毂内部组织结构和外观质量的影响。

通过优化充型速度，可以有效减少气孔、缩孔等缺陷的产生，提高轮毂的质量。

2. 模具温度优化模具温度对铝合金轮毂的凝固过程和尺寸精度有重要影响。

通过数值模拟，分析模具温度对轮毂性能的影响，并优化模具温度，以提高轮毂的尺寸精度和力学性能。

3. 铸造压力优化铸造压力是低压铸造过程中的关键参数之一。

通过数值模拟，分析不同铸造压力对轮毂充型过程和凝固过程的影响。

通过优化铸造压力，可以提高轮毂的充型能力和凝固均匀性，进一步提高轮毂的质量。

四、实验验证为了验证数值模拟结果的准确性，进行了一系列的实验。

将优化后的工艺参数应用于实际生产中，对比优化前后的轮毂质量、尺寸精度和力学性能。

实验结果表明，经过数值模拟与工艺优化，铝合金轮毂的质量和性能得到了显著提高。

五、结论本文通过数值模拟的方法对低压铸造铝合金轮毂的过程进行了模拟，并对工艺进行了优化。

基于DEFORM的汽车空调三角皮带轮辊轧成形过程的数值模拟

2 有限元模型的建立 2.1 轧制毛坯设计
汽车空调 EC -132A21BE 皮带轮大批量生产时，通常采用模锻工艺生产毛坯，根据体积不变条件，确定毛坯规格为（尴122.5~尴55）mm×38.95mm。皮带轮零件图及毛坯图如图 2 所示。
轧辊挡板 2
轧辊挡板 1
38.95 6.7 8.25 15.75
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
【参考文献】 [1] 汪大年.金属塑性成形原理.北京:机械工业出版社，1982:56-199. [2] 吕丽萍.有限元法及其在锻压工程中的应用.西安:西北工业大学
出版社，1987:52-140. [3] 单德斌，吕炎，王真.金属体积成形过程三维刚塑性有限元
本文采用有限元分析软件 Deform-3D，针对汽车空调三角皮带轮，分别建立工件整体加热和感应局部加热辊轧成形的有限元模型。对两种辊轧成形过程进行模拟仿真，分析了皮带轮辊轧成形过程中金属的流动规律，三维变形状态下轧件的等效应力、等效应变分布情况及模具各部分的受载情况，为皮带轮辊轧工艺设计提供了理论依据。
制力约为方案（2）最大轧制力的 1.5 倍。图 8 是两种
工艺方案轧制末期的两挡板受力图。图中显示，采用
感应局部加热的方案时，在轧制末期挡板受力达到
927000N；而整体加热时，轧制末期挡板受力为
420000N。
3.3 两种艺方案轧制末期工件温度场分布及工件外形比较
图 9a 为轧制完成时工件的温度分布图。由图知道，采用方案（1）工件的温度分布由外径自内径逐渐降低，轮缘外层温度为 1100℃，而轮毂部分温度约为 203℃；而方案（2）工件温度分布较均匀，其最低温度分布在轮毂与轮辐交接处，约为 712℃。

轮毂铸造工艺设计及数值模拟

轮毂铸造工艺设计及数值模拟刘艳明【摘要】轮毂是装在汽车轴上的金属部件,要求抗疲劳能力强.采用AnyCasting模拟软件对轮毂进行充型和凝固模拟以及缺陷预测,对浇注系统各浇道截面及尺寸进行详细计算,配合使用冒口和冷铁,将铸造缺陷减少到最低程度,大部分缺陷转移到冒口和浇注系统,从而找到最佳工艺参数,为轮毂生产提供了电脑辅助设计,保证了轮毂的生产质量.%The wheel hub is a metal part mounted on the axle of the automobile which requires strong antifatigue ability.The anycasting simulation software has been used to simulate the filling and solidification of the hub and predict the defects.The runner sections and dimensions of the pouring system have been calculated in detail.With the adoption of risers and chills,the casting defects have been reduced to the lowest degree,most of which has been transferred to the riser and pouring system.Thus in this way,the optimum process parameters have been obtained.It provides computer-aided design to the production of the hub,which ensures the production quality of the hub.【期刊名称】《中国铸造装备与技术》【年(卷),期】2018(053)001【总页数】3页(P40-42)【关键词】轮毂;铸造;缺陷预测;工艺参数【作者】刘艳明【作者单位】山西大同大学机电工程学院,山西大同037003【正文语种】中文【中图分类】TG244轮毂是支撑汽车轮胎、圆形的、用于车轴安装的金属零件。

一种简易模拟旋压的数值仿真方法

一种简易模拟旋压的数值仿真方法旋压加工技术是一种节能优质的先进加工工艺，具有节能、环保等优点，但是由于加工工艺复杂，目前在工业制造中还没有普遍运用。

特别是gf6输出支架壳体这类具有复杂的几何结构的旋压工艺技术，目前没有详细的资料，被欧美等一些企业所垄断，这对于我国自行研发该产品的系列具有一定的困难。

因此有必要提出一种关于旋压加工虚拟仿真方法以减少该产品研发周期和成本。

尽管有限元模拟仿真技术已经在冷加工成型方面得到了广泛的应用，但是与旋压有关的有限元模拟仿真报道很少，特别是本文所讨论的具有内花键的复杂几何结构的模拟仿真还未见报道。

本文在旋压加工技术三维模拟仿真的基础上，提出一种简易的数值仿真方法。

1 旋压加工的有限元模型旋压加工过程是一个强非线性、大变形的金属塑性加工过程。

笔者曾运用mar。

软件进行该产品三维模型的强力旋压加工模拟，但是对于一个运用三维实体单元模拟旋压过程中的强非线性接触问题，划分单元数达到数万个以上，计算时间很长，每次计算要持续几十天时间。

而且对计算机的配置要求非常高，可知数值模拟耗费的代价很高，因此有必要寻找一种较为简便的模拟方法。

根据文献，采用平面应变的方法近似模拟旋压加工过程。

再根据实际观察旋压加工过程和三维有限元模拟计算结果可知，旋转加工的过程，如果忽略加工毛坯旋转加工产生的偏斜率，那么观察毛坯件在沿纵向变形的情况，将是由旋轮对毛坯件产生的向下压力和沿纵向的推力。

当用平面应变问题来近似模拟时，滚轮单纯对毛坯件沿纵向截面所产生的作用一面向下压，一面沿纵向推进的加工过程。

具体建立有限元模型方法如下。

采用abaqus软件expcilit模块，由于只关心毛坯件旋压加工中变形情况，将下模和旋压的滚轮设定为刚体，毛坯为变形体，按照实际加工进给路线设计出刚体滚轮的前进路线。

由于旋压零件关于上下对称，因此只考虑其上半部分具体模型，见图1所示。

其中，节点总数1039，刚性线性单元280个，可变形平面单元918个。

发动机附件多楔带轮旋压成形仿真方法

发动机附件多楔带轮旋压成形仿真方法万里翔;郑帮智;上官文斌;吴启红【摘要】Firstly,a simulation model to describe the spinning forming process of multi-wedge belt wheel is estab-lished,with its correctness and validity being verified by means of system energy method and according to wheel force as well as equivalent plastic strain (PEEQ)of eachstep.Secondly,by analyzing the distribution of equiva-lent strain of each step,the laws of material forming and flow in each step are discussed.Then,aiming at the de-fects of a practical product,an analysis of forming process is made in a simulative way,and the results are finally compared with the actual forming results.It is found that the proposed simulation method is available for analyzing the spinning forming of multi-wedge belt wheel.%建立了多楔带轮旋压仿真模型，通过系统能量法、旋轮受力及各阶段应变云图来验证仿真方法的正确性和有效性；通过分析各个工步的等效应变分布，探讨了材料在各个工步的成形规律和材料流动规律；针对某产品在生产实际中存在的缺陷，对其成形进行了仿真分析，并与实际的成形进行了对比分析。