运用数值模拟改进锻造工艺
数值模拟技术在大型锻件生产中的应用(1)
数值模拟技术在大型锻件出产中的应用摘要数值模拟技术在包管工件质量、减少材料消耗、提高出产效率、缩短试制周期等方面显示出无可比拟的优越性。
在钢锭凝固方面，有限元模拟程序MIPS可以阐发凝固过程中温度场的分布，确定不同时刻凝固前沿的位置，而且能预测缩孔和疏松的位置及尺寸。
使用该程序对220吨钢锭的出产工艺进行优化，成功地解决了疏松进入锭身的问题。
在锻造方面，已开发出了基于ANSYS的三维大变形弹塑性、弹粘塑性程序，可以阐发复杂的三维金属塑性成形问题。
热处置专用软件NSHT不仅可以阐发加热、淬火及回火过程中温度场分布，而且可以给出应力的分布及相态的变化过程，并已在实际出产中取得了成功。
前言大锻件出产具有单件、小批的特点。
出产前需要大量的人力和物力筹办原材料、模具或辅具，前期投入相当大，一旦产物报废，将造成很大的损掉，这对工艺制定的合理性提出了很高的要求。
在出产新产物或制定新工艺时，工艺人员往往无法按照经验确定工艺是否合理，只能采用大量尝试的方法进行研究。
由于大型锻件尺寸较大，不成能进行1∶1的实物尝试，而小件尝试有时会与实际出产过程相差过大。
而且物理尝试通常只能给出工艺过程某个阶段的成果，无法全面了解整个工艺过程，具有必然的局限性。
由于大锻件出产的这些特殊性，采用先进的数值模拟技术改变工艺制定过程中仅凭经验决定的现状是具有重要意义的。
1 数值模拟技术在现代制造中的地位和作用随着计算机技术的飞速开展，人类社会已经步入了信息时代。
计算机及网络不仅改变了人们生活方式，也同样改变了传统机械制造的概念与方法。
随着计算机辅助技术(CAX)的广泛应用，计算机已经深入到工业出产的各个环节之中。
一个现代的产物制造过程可以由图1来描述。
当接到出产任务时，首先采用CAD(Computer Aided Design)系统进行产物设计，其设计成果将由CAE(Computer Aided Engineering)系统对其出产工艺的可行性及合理性进行评估，如果其不满足制造要求或所需要成本太高，将返回到CAD系统中进行从头设计：如果通过了CAE的评估，就将采用CAM(Computer Aided Manufacturing)系统进行实际的出产制造。
L形铝合金控制臂预锻数值模拟及工艺优化
ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｉｎａｌ
ｆｏｒｇｉｎｇ，ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ
ｒｏｕｎｄ ａｎｇｌｅ ｄｅｓｉｇｎ，ａｎｄ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙ ｉｎ ａｃｔｕａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．
ｏｎ
Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉａｌ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｆｏｒｇｉｎｇ ｅｍｐｈａｓｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ．
２
Ｌ形控制臂的特点
汽车控制臂的结构形状根据各车型对汽车底盘悬架系统的设计不同而差异较大，其中如图１所示的Ｌ
收稿日期：２０１１．５．９；修订日期： 作者简介：陈钰金（１９８４．），男，学士，助理工程师 电子邮箱：ｃｈｅｎｙｊ８４１２＠１６３．ｃｏｍ
２２５
形控制臂为常见的控制臂结构之一。其特点为：带枝芽和Ｌ形结构；腹板面积大．腹扳厚度薄：筋条窄； 枝芽位置体积较大等。这些特点使这类铝合金控制臂的锻造难度加大，对锻造的可行性、稳定性、成形质 量、材料利用阜等因素提出，新的考验。
匿８优化颈锻设置金属缓冲Ｅ域
Ｆｉｇ
囤９筋条目角＊＊
Ｆｉｇ
８０ｐ胁＝ｔｐｒｅ－ｆｏｒ自ｎｇ－ｓｅｍｎｇｍｅｔａｌｈＩｆ陆ｚｏ”
９Ｗｅｂｆｏ瑚ｄ
ａｎ出ｄ∞ｌ辨
４模具预热、润滑及抛光对铝合金锻造的影响
铝合金流动粘性较大，较粗裢的表面将会增丈流动阻力。因此铝台金所用锻模，其表面状况直接影响
锻件表面质量，锻模型腔表面需经抛光赴理，使之达到Ｖ以下。模具预热是铝合金锻造工艺中的关键环节
ｆ２】余忠±．张梅，＂保自等常用铅☆垒＆其热处目Ｉ艺饥热＊ａ，２００６，２１（３）：４４７ 【３】赵培峰－任广升．沈智．徐春国６９６１镕台盘热Ｅ缩盘形条件对疏变＆力的影响＆其奉构方程的研究哪颦性工程学报． ２００７．１４｛６１：１３０－１３ａ ［４】孙春方，丁矗就。唐希文Ａ１６０８２铝台盘瘟势性能【Ｊ１汽车技术。２００９．６：５５．５８ ［５】冯海韩铝☆☆控制臂锻件锻造ＩＺ自摸Ａ设计棚金属铸锻埠挫术．２００９，３ｓ（９）：１３３
数值模拟技术在锻造成形中的应用
数值模拟技术在锻造成形中的应用董海涛1 张治民1 宋志海2(1.中北大学材料科学与工程学院,山西030051;2.广东中山中粤马口铁工业有限公司,广东528437)摘要:锻造成形过程是一个非常复杂的弹塑性大变形过程,有限元法是用于锻造成形过程模拟中一种有效的数值计算方法。
本文介绍了数值模拟技术在金属锻造成形中应用的基本理论、模拟中的关键技术,阐述了锻造成形数值模拟技术的现状及发展趋势。
关键词:数值模拟;有限元法;锻造成形中图分类号:O242,T G316 文献标识码:AThe Application of the Numerical Simulatio n Techniquein the Fo rging FormationDong H a itao,Zhang Zhimin,Song Zhiha iAbstract:The for ging for ming proce ss i s a ve ry co mplica ted proce ss of t he evident ela stoplasticity defo rma2 tion,a nd t he finite ele me nt me thod is a n effective numerical calcula ting method used in the process of t he forging for ming simulation.This ar ticle has de scribed the basic theo ry of the nume rical simulation tec hnique applie d in t he metal for ging fo rmation and the ke y tec hnique during the simulation,meanwhile t he c ur rent sit uation and the development te nde ncy of the numerical simulation technique have bee n presented as well.K ey wo r ds:numerical simulation;f inite ele ment method;forging formation1 引言锻造工业一直是汽车、矿山、能源、建筑、航空、航天、兵器等工业的重要基础。
TC4钛合金锻件锻造过程数值模拟和工艺优化
图７ 压下量为ｌＯｍｍ时的轴向截面网格变形图 Ｆ培．７ Ａｘｉａｌ ｓｅｃｔｉｏｎ ｍｅｓｈ ｄｅｆｏ瑚ａｔｉｏｎ
ｗｈｅｎ ｐｒｅｓｓ ａｍｏｕｎｔ ｉｓ １０ｍｍ
加入垫片的方法来调整型腔尺寸。本文以下模型腔深 度为３２ｍｍ的模具为基准。对加入不同厚度垫片后锻 件的变形过程分别进行数值模拟计算，以选择合适的 模具尺寸。 ２．３修改型腔尺寸的模拟计算结果
（ａ）轴向应力场分布
（ｂ）轴向截面网格变形
图３成形结束后的应力场分布及 变形情况的模拟计算结果（模型１）
Ｆｉｇ．３ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ
ｓｔｒｅｓｓ ｆｉｅｌｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｆｂｒｍａｔｉｏｎ
ａｆｔｅｒ ６ｎｉｓｈｉｎｇ ｆｏｎｎｉｎｇ（ｍｏｄｅｌ １）
１计算模型
图２为坯料和模具的示意图。变形过程中，坯料的 头部发生较大的塑性变形，变形结束后，其型面要与模 具型面完全吻合；而处在下模型腔中的圆柱部分，变形 相对较小，只发生少许的镦粗。在图２中，Ｇ为模具高 点，锻件与其对应的部位在变形过程中易产生裂纹缺 陷；Ｄ为模具低点，锻件与其对应的部位在变形过程中 易产生折叠缺陷。本课题主要对锻件与模具高点、低点 对应的部位在变形过程中的受力情况进行分析，并据 此选择最佳的工艺尺寸。
数值模拟技术在锻造中的应用
数值模拟技术在锻造中的应用数值模拟技术在锻造中的应用随着科技的不断发展，数值模拟技术在工业制造中的应用越来越广泛。
在锻造工艺中，数值模拟技术的应用可以极大地提高生产效率和降低成本。
下面将从模拟原理、模拟工具、模拟参数和模拟优势四个方面探究数值模拟技术在锻造中的应用。
模拟原理数值模拟技术是利用计算机对实际运动和物理过程进行计算和模拟，通过数字化方法获得相关数据和结论的技术。
在锻造工艺中，数值模拟技术通过数学模型和有限元方法，对锻造过程中的形变、应力变形等进行计算和模拟，预测锻造过程中产生的各种变化以及可能出现的问题。
模拟工具数值模拟技术需要借助一些专门的软件来实现。
常用的数值模拟软件包括DEFORM、ANSYS、ABAQUS、LS-DYNA等。
这些软件具有强大的计算能力和图形分析功能，能够模拟复杂的锻造过程。
模拟参数在进行数值模拟时，需要设置一些参数，以便对不同的应用场合进行更好的应用。
如，材料参数、几何参数、工艺参数、失效准则等等。
这些参数的设置需要根据不同的应用场合进行调整，以达到最优的效果。
模拟优势数值模拟技术在锻造中的应用具有很多优势。
首先，它能够模拟真实情况，预测锻造过程中可能出现的问题，有助于优化锻造工艺；其次，数值模拟技术可以节约时间和成本，为锻造过程提供了精准的指导；另外，数值模拟技术还可有效降低设备损坏的风险，提高锻造生产的安全性。
总的来说，数值模拟技术在锻造中的应用，能够提高生产效率和锻造品质，同时也为锻造工业带来了更广阔的发展空间。
在未来的发展中，数值模拟技术必将在锻造领域发挥越来越重要的作用。
《2024年P91典型件多向模锻工艺数值模拟研究》范文
《P91典型件多向模锻工艺数值模拟研究》篇一一、引言P91典型件作为机械制造中的重要构件，其生产过程中的多向模锻工艺是提高其性能与质量的关键环节。
然而，传统的模锻工艺多依赖于经验与试验，这不仅耗时耗力，还难以实现工艺参数的优化。
因此，本研究旨在通过数值模拟的方法，对P91典型件多向模锻工艺进行深入研究，以期达到优化工艺参数、提高生产效率与产品性能的目的。
二、多向模锻工艺概述多向模锻工艺是一种先进的金属塑性加工技术，通过在多个方向上施加压力，使金属材料在模具内发生复杂的塑性变形，从而达到改善材料组织结构、提高材料性能的目的。
P91典型件作为高温合金材料，具有优异的力学性能和抗腐蚀性能，广泛应用于航空、航天、能源等领域。
因此，对P91典型件进行多向模锻工艺研究具有重要意义。
三、数值模拟方法本研究采用先进的有限元法进行数值模拟。
有限元法可以通过离散化处理，将复杂的连续体问题转化为有限个单元的组合问题，从而实现对复杂工艺过程的模拟。
在模拟过程中，我们建立了P91典型件多向模锻的三维有限元模型，并考虑了材料的非线性、热传导、接触摩擦等物理过程。
通过输入工艺参数，如模具形状、锻造温度、压力等，对模锻过程进行数值模拟。
四、模拟结果与分析1. 变形过程分析：通过数值模拟，我们可以观察到P91典型件在多向模锻过程中的变形情况。
在模具的作用下，材料发生复杂的塑性变形，逐渐充满模具型腔，实现了材料的致密化。
2. 应力应变分析：数值模拟结果还显示了P91典型件在模锻过程中的应力应变分布情况。
通过分析这些数据，我们可以了解材料在不同位置的变形程度和应力状态，为优化工艺参数提供依据。
3. 温度场分析：在多向模锻过程中，由于摩擦和塑性变形等原因，会产生大量的热量。
数值模拟可以分析这些热量的传递和分布情况，为控制锻造温度提供依据。
4. 工艺参数优化：通过对比不同工艺参数下的模拟结果，我们可以找到最优的工艺参数组合。
这些参数包括模具形状、锻造温度、压力等，可以在保证产品质量的同时，提高生产效率。
【精品】有限元数值模拟在锻造中的应用
有限元数值模拟在锻造中的应用有限元数值模拟技术在金属塑性成形工艺中的应用田菁菁（河南科技大学材料科学与工程学院,河南洛阳471003）摘要：金属塑性成形过程是一个非常复杂的弹塑性大变形过程，有限元法是用于金属成形过程模拟中一种有效的数值计算方法。
本文详细介绍了弹塑性、刚塑性、粘塑性3种有限元法，系统地讨论了有限元模拟中的关键技术，即几何模型的建立、单元类型的选择、网格的划分与重划分、接触和摩擦问题等技术，并结合实例说明了三维有限元模拟在金属塑性成形领域中的具体应用。
最后，基于现存问题提出了自己的见解。
关键词：计算机应用；有限元法；综述；塑性加工1引言金属塑性成形过程是一个复杂的弹塑性大变形过程，影响因素众多，如模具形状、毛坯形状、材料性能、温度及工艺参数等，该过程涉及到几何非线性、材料非线性、边界条件非线性等一系列难题。
金属塑性成形工艺传统的研究方法主要采用“经验法”，这种基于经验的设计方法往往经历反复修正的过程，从而造成了大量的人力、物力及时间浪费。
21世纪的塑性加工产品向着轻量化、高强度、高精度、低消耗的方向发展。
塑性精密成形技术对于提高产品精度、缩短产品交货期、减少或免除切削加工、降低成本、节省原材料、降低能耗，当前的生产的发展，除了要求锻件具有较高的精度外，更迫切地是要解决复杂形状地成形问题，同时还要不断提高锻件地质量、减少原料的消耗、提高模具寿命，促使降低锻件成本、提高产品的竞争能力。
2有限元模拟在塑性成形领域的应用用于金属塑性成形过程数值模拟的有限元法根据本构方程的不同可以分为弹塑性有限元法、刚塑性有限元法和粘塑性有限元法，其中，刚塑性有限元法和弹塑性有限元法的应用比粘塑性有限元法更广泛。
2．1刚塑性有限元法刚塑性有限元法是1973年由小林史郎和C．H．李提出的。
由于金属塑性成形过程中大多数塑性变形量很大，相对来说弹性变形量很小，可以忽略，因此简化了有限元列式和计算过程。
刚塑性有限元法的理论基础是MarkOV变分原理，其表述是在所有满足运动学允许的速度场中，真实解使得以下泛函取极值：式中：为等效应力；为等效应变速率；为力面上给定的面力；为速度已知面上给定的速度；V为变形体的体积；S为表面积。
《2024年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、引言低压铸造技术是铝合金轮毂制造过程中广泛应用的一种铸造工艺。
它结合了计算机技术和精密铸造设备，为制造业提供了更加精确、高效率的制造方式。
通过数值模拟与工艺优化的研究，我们不仅可以对生产流程进行仿真分析，还可以优化工艺参数，提高产品质量和降低生产成本。
本文将就低压铸造铝合金轮毂的数值模拟与工艺优化进行详细探讨。
二、低压铸造铝合金轮毂的数值模拟1. 模型建立在数值模拟过程中，首先需要建立铝合金轮毂的几何模型。
通过CAD软件进行建模，并导入到有限元分析软件中。
在模型中，需要考虑到轮毂的几何形状、尺寸、材料属性等因素。
2. 材料属性设定设定材料属性是数值模拟的重要环节。
根据铝合金的材料性能，设定好材料的密度、导热系数、热膨胀系数等物理参数。
这些参数将直接影响数值模拟的结果。
3. 数值模拟过程在设定好模型和材料属性后，进行数值模拟过程。
这个过程包括填充、凝固和收缩等阶段。
通过模拟填充过程，可以观察到金属液在模具中的流动情况；通过模拟凝固和收缩过程，可以预测产品的质量和可能出现的缺陷。
三、工艺优化1. 填充速度优化在低压铸造过程中，填充速度对产品的质量和性能具有重要影响。
通过数值模拟，可以分析不同填充速度下金属液的流动情况，找到最佳的填充速度，从而提高产品的质量。
2. 温度制度优化温度制度是低压铸造过程中的重要参数之一。
通过优化温度制度，可以控制金属液的凝固过程，减少产品缺陷的产生。
通过数值模拟，可以分析不同温度制度下产品的质量和性能，从而找到最佳的温度制度。
3. 模具设计优化模具设计对产品的质量和性能具有重要影响。
通过优化模具的设计，可以提高产品的质量和降低生产成本。
在模具设计中，需要考虑到模具的材质、结构、冷却系统等因素。
通过数值模拟，可以分析不同模具设计对产品的影响，从而找到最佳的设计方案。
四、结论通过数值模拟与工艺优化的研究，我们可以对低压铸造铝合金轮毂的生产过程进行仿真分析，优化工艺参数，提高产品质量和降低生产成本。
《挤压铸造过程数值模拟及工艺优化》范文
《挤压铸造过程数值模拟及工艺优化》篇一一、引言挤压铸造是一种重要的金属铸造工艺，广泛应用于各种工程领域。
为了更精确地掌握和控制挤压铸造过程，提升产品的质量、降低成本、优化工艺参数，进行数值模拟及工艺优化至关重要。
本文将对挤压铸造过程进行数值模拟，并通过分析模拟结果来探讨其工艺优化。
二、挤压铸造过程数值模拟1. 模型建立在挤压铸造过程中，模型建立是数值模拟的基础。
通过CAD 软件建立铸件、模具及挤压装置的三维模型，并导入有限元分析软件中。
在模型中考虑材料的物理性能、热传导性能、流变特性等关键因素。
2. 材料选择与参数设置根据所使用的合金材料和实际生产要求，设置合适的材料参数。
这些参数包括材料密度、比热容、热导率等，对于流动性和热物理性质的不同阶段要详细描述。
此外，挤压铸造过程中压力、温度等关键工艺参数也需根据实际进行设置。
3. 数值模拟过程利用有限元分析软件对挤压铸造过程进行数值模拟。
这一过程包括模具填充、冷却凝固、压力释放等关键阶段。
通过数值模拟可以观察材料在各个阶段的流动状态、温度分布以及应力变化等。
三、工艺优化探讨1. 填充过程优化通过数值模拟结果，可以观察到铸件在填充过程中的流动状态。
针对流动不均匀或出现涡流等问题，可以通过调整模具设计、改变浇注速度和压力等措施进行优化。
同时，合理的填充顺序和速度控制也是提高产品质量的关键因素。
2. 冷却凝固过程优化冷却凝固是决定铸件质量的重要环节。
通过数值模拟分析，可以找出温度梯度较大的区域和潜在的热应力集中点。
根据这些信息，可以调整冷却速率和模具温度分布，以改善铸件的凝固过程和力学性能。
3. 工艺参数优化工艺参数的优化包括压力、温度、时间等关键因素的调整。
通过数值模拟分析，可以确定最佳的工艺参数组合，以提高产品质量、降低成本和减少生产周期。
同时，根据生产需求和市场反馈，可以不断调整和优化这些参数，以适应市场的变化。
四、实际生产中的效果与应用通过在生产实践中应用数值模拟的结果和工艺优化的方法，可以实现更好的产品设计和制造。
锻压工艺的数值模拟软件-QFORM
锻压工艺的数值模拟介绍‐Qform北京创联智软科技有限公司刘寒龙010‐84470288数值模拟是工艺设计及改进的一种工具数值模拟是工艺设计及改进的种工具内容纲要•QFORM 软件简介•QFORM 软件功能•QFORM 软件特点•QFORM 应用实例•总结1991 1991….1998…. 2011FORM FORM--2D一个多人专业研发团队历经20多年的软件开发 全力打造专业的锻压模拟软件内容纲要•QFORM 软件简介•QFORM 软件功能•QFORM 软件特点•QFORM 应用实例•总结Q Form3D用于多种材料成型工艺类型的模拟应用：◆挤压成形◆辊锻工艺◆模锻◆穿孔斜轧◆热处理与微观组织预测6‐曲轴锻压模拟，超过16.6万节点汽车轴梁的锻压模拟可以模拟各种锻造成型工艺Q Form3D挤压成形辊锻工艺模锻穿孔斜轧热处理与微观组织预测内容纲要•QFORM 软件简介•QFORM 软件功能•QFORM 软件特点•QFORM 应用实例•总结软件特点A. 网格∙ 四面体有限元方法。
∙四面体有限元方法∙ 全自动网格生成和无须人工干涉自适应网格再生。
∙ 刚‐粘‐塑性材料模型。
B. 模拟功能∙ 非等温全三维变形模拟。
∙ 工件冷却模拟。
∙ 工件摆放中冷却模拟。
∙工件摆放中冷却模拟∙ 自动连续模拟工艺链，链中可有99个不同的工序。
∙ 模具与工件自动定位接触。
∙ 锻锤或螺旋压力机多次打击模拟。
C. 支持数据库数据库由QForm软件公司提供，也可以自编存入数据库，数据库为开放式结构。
∙ 材料数据库，包括机械特性（流动应力、弹性系数和热参数），模具材料和润滑剂。
QForm可以提供多种钢材的数据和许许多多的合金（有色合金、耐热合金）数据。
∙ 设备数据库，包含机械偏心／曲柄压力机、锻锤、螺旋压力机、液压机和电镦机。
热模锻‐曲轴D. 工艺向导∙ 几何数据，由CAD系统生成的零件及模具表面封闭的IGES文件。
∙ 由数据库提供工件和模具材料、润滑剂和设备参数。
数值模拟软件在锻造工艺中的应用
利 用拖 放 技术 将材 料 特性 、 机类 型 、 擦 、 传导 以 压 摩 热 及模 型 问导热 等需要 考虑 的各种 因素分 配给模 具和工
件 。完 成锻造模 拟后 ，结 果 自动 转入 可视化 和动画 处
相反． 数值 仿真技 术 由于其强 大的运算 能 力 、 能够 模拟
材 料流动 等异常 复杂 的锻造过 程 ，而越来 越 凸显其优
Ｃ ／Ｌ－ｕ ｎ Ｕ ｉ ａ ｊ
【 ｂｔａｔＴ ｋｎ ｈ ａｅｏ ｒｃｓ ｆｒ ｐｅｉｇｔｅｃｎｃｌｐａ ，ｈ ａｅ ｎｒｄｃｓｔｅＭＳ ． Ａ ｓ ｃ］ａｉｇｔｅｃｓ ｆ ｏｅｓ ｏ ｓｔｎ ｏｉ ｌｅ ｔｅｐｐｒｉｔ ｕｅ ｈ Ｃ ｒ ｐ ｕ ｔ ｈ ａ ｔ ｏ
Ｓ ｅ Ｆ ｒ ｅ ｏｔ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｉａ ｓｍｕ ａ ｉｎ ａ ａ ｙ ｅ ｔ ｅ ｅ ｕ ｔ ｃ ｍｂ ｎｉ ｔ ｔ ｅ ｈｙ ｉ ｓ ｅ ｔ ｎ ｕｐ ｒ ｏ ｇ ｓ ｆｗａ ｅ ｆ ｒ ｕ ｒｃ ｌ ｉ ｌ ｔ ， ｎ ｌｚ ｓ ｈ ｒ ｓ ｌｓ ｏ ｉ ｎｇ ｗｉｈ ｈ ｐ ｓｃ ｔ ｓ，ａ ｄ ｏ ｐ ｏ ｉ ｅ ａ ｉ ｏ ｉ ｎ ｉｙ ｔ ｅ ｒ ｕ ｈ ａ ｔｓｚ ｎ ｈ ｐｉ ｇ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｒ ｖｄ ｓ ａ ｂ ｓｓ ｔ ｄｅ ｔｆ ｈ ｏ ｇ ｃ ｓ ｉｅ ａ ｄ ｓ ａ ｎ ａ ａ ｔｒ ．Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｆ ｎ ｍ ｅ ｉａ ｉ ｌ ｔ ｎ ｅ ｒ ｓ ｌｓ ｏ ｕ ｒｃ ｌｓｍｕ ａ ｉ ｏ ａ ｅ ａ ｓ ｒ ｖ ｄ ｂ ｒ ｃ ｉｅ ｔ ｎ ｕ ｅ ｔｅ ａ ｃ ｒ ｃ ｆｔ ｕ ｅｉ ａ ｉ ｕ ａｉ ｎ ｒ ｌｏ ｐ ｏ ｅ ｙ ｐ ａ ｔ ｏ ｅ ｓ ｒ ｈ ｃ ｕ ａ ｙｏ ｃ ｈｅ ｎ ｍ ｒｃ ｌｓｍ ｌｔｏ ．
镦粗 工 艺 ， 行数 值 模拟 ， 结合 物理 实验 结 果加 以分析 ， 进 并 为锻 造 生产现 场 中确 定毛 坯尺 寸 、 定成 形 制
数值模拟技术在大型锻件生产中的应用概述
数值模拟技术在大型锻件生产中的应用概述引言大型锻件生产是现代制造业中的重要组成部分，其广泛应用于航空航天、船舶、能源等领域。
传统的大型锻件生产过程存在一些问题，如生产周期长、成本高、质量难以保证等。
为了解决这些问题，数值模拟技术逐渐被引入到大型锻件生产中，以提高生产效率和质量。
本文将对数值模拟技术在大型锻件生产中的应用进行概述。
数值模拟技术概述数值模拟技术是利用计算机对工程问题进行模拟和求解的一种方法。
它通过建立复杂的数学模型和方程组，并利用数值计算方法进行求解，以得到问题的近似解。
在大型锻件生产中，数值模拟技术主要应用于锻造工艺的优化和质量预测。
数值模拟技术在大型锻件生产中的应用1. 锻造工艺优化数值模拟技术可以对大型锻件的锻造工艺进行优化，以提高生产效率和质量。
首先，通过建立数学模型和方程组，模拟锻造过程中的物理现象和力学行为。
然后，利用数值计算方法对模型进行求解，得到锻造过程中的温度、应力、变形等参数的分布情况。
最后，通过对这些参数的分析和优化，确定最佳的锻造工艺参数。
这样可以减少锻件的变形和裂纹等缺陷，提高产品的质量。
2. 锻件质量预测数值模拟技术可以预测大型锻件在锻造过程中的质量情况，从而提前发现可能出现的缺陷和问题。
在数值模拟中，可以模拟锻件在锻造过程中的受力情况、温度变化和变形行为等。
通过分析模拟结果，可以判断锻件是否存在裂纹、变形过大等问题。
如果发现问题，可以及时调整工艺参数，避免生产出次品产品或发生事故。
3. 锻件设计改进数值模拟技术还可以用于大型锻件的设计改进。
通过模拟分析，可以对设计进行优化，以提高锻件的强度和耐久性。
同时，数值模拟还可以评估不同设计方案的可行性和效果，避免进行试验和生产后才发现问题。
这样可以节省时间和成本，提高产品的设计质量。
4. 锻造工艺参数优化数值模拟技术可以帮助优化大型锻件的锻造工艺参数，以提高生产效率和质量。
通过模拟分析，可以确定最佳的锻压力、锻造速度、温度等工艺参数，以降低生产成本和缩短生产周期。
锻造工艺参数优化设计研究
锻造工艺参数优化设计研究引言锻造是一种常用的金属加工方法，通过对金属进行塑性变形，改善其力学性能和外观质量。
在实际生产中，锻造工艺参数的选择和优化设计对于提高产品质量和生产效率至关重要。
本文将探讨锻造工艺参数的优化设计研究，为工程师们提供参考和指导。
1. 锻造工艺参数的意义锻造工艺参数是指在锻造过程中，控制和调整的各种参数，如温度、压力、变形速度等。
这些参数的选择和优化对于锻件的性能和外观质量具有重要影响。
比如，在锻造过程中，合理选择锻造温度可以提高金属的延展性和塑性，降低裂纹和缺陷的产生率。
同时，适当调节锻造压力和变形速度可以改善金属的晶粒结构，提高其力学性能。
2. 锻造工艺参数优化方法2.1 实验设计法实验设计法是一种常用的锻造工艺参数优化方法。
通过设计一系列合理的锻造试验，在不同的工艺参数下进行锻造，并对试验结果进行统计分析，确定最优的工艺参数组合。
此方法适用于经验不足或无法建立准确的数学模型的情况。
然而，实验设计法需要大量的时间和资源，并且结果可能受到其他因素的影响，如材料的异质性和试验条件的误差。
2.2 数值模拟法数值模拟法是一种基于计算机仿真的锻造工艺参数优化方法。
通过建立金属的力学模型和热传导模型，对不同的工艺参数进行仿真计算，预测锻件的变形和温度分布，并评估每种参数组合下的性能指标。
数值模拟法具有快速、经济和精确的优点，可以提供详细的工艺参数优化结果。
然而，数值模拟法的准确性受到模型假设和边界条件的影响，在实际应用中需要进行实验验证。
3. 锻造工艺参数的影响因素锻造工艺参数的选择受到多种因素的影响。
首先，要考虑金属的熔点和固相变温度，避免过高或过低的温度对金属的影响。
其次，材料的热导率和热膨胀系数也会影响锻造工艺参数的选择，需要保证金属的均匀加热和冷却。
此外，金属的塑性和韧性对锻造工艺参数的选择也有一定影响，需要根据具体要求进行调整。
4. 锻造工艺参数优化案例分析以一个汽车零部件的锻造工艺参数优化案例进行分析。
丁字臂锻造成形工艺改进及数值模拟
看出， 改进前丁字臂最大的应变区集 中在杆部最小截面（ Ａ 截面） 及附近的飞边部位。这是因为杆部最小截面处所需
金属较少 ， 当金属 已完全充满型腔时 ， 多余金属必须溢 出 到飞边部位 ， 金属流动加大， 其应变上升。改进后 ， 摔模制
２ 丁字臂 原 有 工艺 图 １为 丁 字 臂 锻 件 图 ，锻 件 质 量 ４ ｇ 材 料 为 ｋ， 知 ， 头 部金属较 大
多， 杆部呈锥形 ，因此滚挤工步的作用是聚集大头的金 属、 合理分配拔长后 的杆部金属 。 生产单位现有的锻造设
４ ＣＭｏ ２ ｒ 。丁字臂沿长度方 向截面变化剧烈 ， 中杆部的 备为空气锤和摩擦压力机 ， 其 根据现场情况 ， 滚挤工步由空
法规 ， 节能减排等方面具有深远的社会意义。
７ ｉ 械工程师 ２１ 年第８ ０ 机 ０１ 期
坯工序已经基本完成杆部 的成形 ，终锻后 的锻件等效应 作 者简介 ： 亚军（９ ２ ） 男， 钟 １７ 一 ， 工程硕士 ， 工程师 ， 主要研 究方向为塑 变分布比较均匀 ， 锻件各个部分 的金属分配合理 ， 没有产
生 剧烈 的金 属 流动 。
性成形 Ｃ ＤＣ ＥＣ Ａ ， Ａ ，ＡＭ；
多余材料等 ， 降低模具寿命 。因此 ， 工艺的合理性对材料 根 据 、 、 Ｋ 利用率、 模具寿命等有很大影响。 值 ，由文献 ［ ］ １可
本文以某型号汽车丁字臂零件为例 ， 通过对丁字臂锻 知 ，该零件锻造工 造成形工艺改进来提高材料利用率和模具寿命 ， 提出摔模 步应为 ： 长一 开 拔 成形杆部的制坯工艺 ， 同时利用有限元软件分析和优化工 式滚挤一终锻 。从 艺 中各个工步的尺寸和形状 ，减少 了试验成本和修模次 计 算 毛 坯 图 中 可 数， 取得 了较好效果 ， 对指导实际生产具有现实意义。
数值模拟技术在大型锻件生产中的应用
1950年代：有限元方 法被提出，成为数值 模拟技术的重要工具
1960年代：有限差分方 法被广泛应用，成为数 值模拟技术的重要方法
之一
1970年代：有限体积方 法被提出，成为数值模 拟技术的重，成为数值模拟
技术的重要方法之一
1990年代：无网格方法 被提出，成为数值模拟
拓展大型锻件生 产市场，提高市 场份额
加强与下游企业 的合作，提高产 品竞争力
研发新型数值模 拟技术，提高生 产效率和质量
加强宣传推广， 提高品牌知名度 和影响力
技术研发：加大研发投入，提高数值模拟技术的准确性和效率
应用推广：扩大数值模拟技术在大型锻件生产中的应用范围，提高生产效率
人才培养：加强人才培养，提高数值模拟技术应用人员的专业素质
数值模拟技术在大型 锻件生产中的应用
汇报人：
目录
添加目录标题
数值模拟技术概述
大型锻件生产中的问题
数值模拟技术在大型 锻件生产中的应用
数值模拟技术在大型 锻件生产中的价值
数值模拟技术在大型锻 件生产中的未来发展
添加章节标题
数值模拟技术概述
数值模拟技术是一种通过计算机模拟来预测和优化物理、化学、生物等系统行为的技术。
合作发展：与其他企业、高校、研究机构等合作，共同推动数值模拟技术在大型锻件生产中 的发展
感谢您的观看
汇报人：
数值模拟技术可以应用于各种领域，包括工程、科学、医学等。
数值模拟技术可以帮助我们更好地理解和预测复杂系统的行为，从而提高生产效率和产品质 量。
数值模拟技术在大型锻件生产中的应用可以预测锻件的变形、应力分布等，从而优化生产工 艺和降低生产成本。
1940年代：数值模拟技 术开始应用于流体力学
《挤压铸造过程数值模拟及工艺优化》范文
《挤压铸造过程数值模拟及工艺优化》篇一一、引言挤压铸造是一种重要的金属铸造工艺，它通过高压力将熔融金属挤压入模具中，以获得所需的形状和尺寸。
随着计算机技术的发展，数值模拟技术在挤压铸造过程中得到了广泛应用。
本文旨在探讨挤压铸造过程的数值模拟方法及工艺优化策略，以提高产品质量、降低生产成本。
二、挤压铸造过程数值模拟1. 模型建立数值模拟的第一步是建立准确的物理模型。
这包括确定铸件、模具和压铸机的几何尺寸、材料属性以及它们之间的相互作用。
此外，还需要考虑热传导、流体流动、压力传递等物理现象。
2. 数值方法在模型建立的基础上，采用合适的数值方法进行求解。
常用的方法包括有限元法、有限差分法和边界元法等。
这些方法可以有效地解决复杂的物理问题，并得到较为准确的结果。
3. 模拟过程模拟过程主要包括熔融金属的填充、保压和冷却三个阶段。
通过模拟这些过程，可以预测铸件的质量、尺寸精度以及可能出现的缺陷。
三、工艺优化策略1. 模具设计优化模具设计是挤压铸造过程中的关键因素。
通过优化模具的结构、材料和热处理工艺，可以提高铸件的成型质量和生产效率。
例如，采用合理的冷却系统可以降低铸件的温度梯度，减少热应力，从而降低裂纹和变形的风险。
2. 工艺参数优化工艺参数包括压铸速度、压力、温度等。
通过优化这些参数，可以获得更好的铸件质量。
例如，适当的压铸速度和压力可以确保熔融金属充分填充模具，避免气孔和缩孔等缺陷。
而合适的温度则可以保证金属的流动性和与模具的热传递效率。
3. 数值模拟与实际生产的结合数值模拟结果可以为实际生产提供指导。
通过将模拟结果与实际生产数据进行对比，可以验证模拟的准确性，并进一步优化工艺参数。
此外，还可以通过模拟预测可能出现的问题，以便提前采取措施进行预防。
四、实例分析以某铝合金铸件为例，通过数值模拟技术对其挤压铸造过程进行模拟。
首先建立物理模型，确定铸件、模具和压铸机的几何尺寸和材料属性。
然后采用有限元法进行求解，得到铸件的填充、保压和冷却过程。
丁字臂锻件工艺改进数值模拟
１ ）在压 力机 上锻 造成 形 （ 称 机锻 ）该 工艺 技 简 ，
术 先进 ， 锻件 质量 好 ， 产 效率 高 ， 实现 自动 化 生 生 可
产。 ２ ）在 模 锻 锤 上 锻 造 成 形 （ 称 锤 锻 ） 锤 锻 丁 字 简 ，
非 矩形 件 ， 其截 面有 矩形 、 圆形 、 圆形 ， 半 椭 以及其他
摘要 ：以丁 字臂锻 件 为研 究 对 象． 析 其 工 艺 性 ， 于 ＤＥ ＯＲＭ 有 限 元 数 值 模 拟 软件 进 行 有 限 元仿 分 基 Ｆ
真 ， 出丁 字 臂 成 形 存 在 的 问 题 ， 进 传 统 ＿ 艺 方 案 ， 化 毛 坯 。 由 模 拟 结 果 知 ， 用 平 砧 拔 长 杆 部 ， 扁 大 找 改 Ｔ － 优 只 拍 头 部 的 方 案 不 能 得 到 满 意 的 结 果 ， 在 平 砧 拔 长 拍 扁 后 增 加 一 道 用 胎 膜 拔 长 中 间 部 分 的 工 序 可 以 获 得 很 好 而
第 ３卷
第 ２期
精
密
成
形
工
程
２ｌ Ｏ １年 ３月
Ｊ ＯＵＲＮＡ１ ＯＦ ＮＥ ＴＳ ＨＡＰ ＦＯＲＭ Ｉ Ｅ ＮＧ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
丁 字 臂 锻 件 工 艺 改进 数 值 模 拟
朱 财 良
（ 合肥 工业 大学 材 料科 学 与工 程学 院 ，合肥 ２ ０ ０ ） ３ ０ ９
ＺＨ Ｕ Ｃａｉｌａ — ｉ ｎｇ
（ ｈｏ ｆ Ｍ ａ ｅ ｉｌ ｉｎｃ ｎ ｇｉ ｅ ｉ ｇ， Ｈ ｅ ｅ ｎｉ ｒ ｉｙ ｏ ｃ ｏｌ ｙ， Ｈ ｅ ｅ ０ ９，Ｃｈｉ ） Ｓｃ ｏｌｏ ｔ ｒａ ｓ Ｓｃｅ ｅ ａ ｄ Ｅｎ ｎｅ ｒｎ ｆ ｉＵ ｖｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈｎ ｏｇ ｆ ｉ２３ ００ ｎａ
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
上受到其表面与模 具模膛摩 擦力 的影响 ，各 个金属颗 粒 均按照与圆形锻 料边 界之 问的 最短 路线 向外 连续 移 动。
■■■■■ 托Ｆｍｇ ■■■量一 ｌ ｒ ■■●■ ｌ ｉ ■■■■ ｏ ｎ 塑■■■ ■ ■
运 用 数 值 模 拟 改 进 锻 造 工 艺
芜湖 和 田汽车工业有 限公 司 （ 安徽 ２ １ｏ ） 包其华 ４ ０ ０ 吴生绪
一
、
问题的提出
向
某变形铝合金轴座锻 件在开发 试牛产 中发 其上 端
可能和严重程度也就越 大。
图 ｌ 模拟没有产生折叠缺陷 １
３所 示 。
罔 ２ 锻件的二维设计
使 用 Ｃ ＴＡ软件建立该锻件 的三 维数值模 型，如 图 ＡＩ
割渣 ， 于油ｈ Ｊ ‘ 弯 划 ｝折 弯线 ，先将两 短边侧 ￣ Ｌ卜 Ａ 折 ｝ ； 折出，然后折长边侧 ， 口 模 Ｋ度 尺寸小 于腔体长
来料整张钢板长 宽 ，在 数控等离 ｌ 排好 料 ，统 一切割 下料 ，不仪 尺寸一致且 速度快 ，然 到汕压机 上批量折
Ｐ
图 ５ 坯料在 上端不通孔部位 的变形
况 。图 ９ 示为在水 平方 向将 漠拟 般件剖 开进 行透 视观 所 察 ，可以看 到折叠缺 陷部位 的应 力分布 。
在锻压变形过程 中，由于金属材 料遵循 最小 阻力定
律 ，材料在上端不通孔部 位的变 形如 图 ６所示 形态 。该 图则描述 出了这种变形的典型特征 。 该坯料 的变形属于镦 粗锻压 变形 。材料 在水平 方 向
靠 近上端不通孔 中间水平面 附近的金 属材料 内摩擦力 小
于上部 的摩擦力 ，而 且其值呈梯 度 分布。随着 上模块 的
继续 下移 ，不通孔 的深度越来越 大 ，外 面的侧壁 厚度 和
温度 等进行模拟 。 本次模拟采用 了 Ｆ Ｒ Ｅ数值仿 真模 拟软件 ，模拟 步 ＯＧ 骤如 下：三维建模一造 型一 划分 网格一充填 边界 条件一 设定模拟步长一演算一 对模 拟结 果进行分析一后处理 。
图 ８ 竖 向剖视
参磊 工热 工 热 处 毋 锻 加
铸造 ２１ ０ ｏ年第 １期
Ｗ Ｗ Ｗ ｅｔ ｗ ｏｒ ｉ ９ ．ｃ ｍ ａ１ ｋ ｎｇ７ ５０ ｏｍ
■●●■■ 咖 ｒ ｇ ■■■垦＿ １ ｍ ■ ■■ ｝ Ｆ ｉ ■■●■ ｏｎ 塑●■■ ■ ■ ■
在原产 生折叠缺陷的部位没有再 出现折叠缺陷。
成本 、高工效原则编制工艺方 案。此次炉 外密封托 板 由 焊接件改为折弯件 ，不但大大 提高 了 效 ，还减少 了焊 接量和整形量 ，降低 ｒ生产成本。
（）对 于薄板壳形件 ，若在折 弯机上不能 四边 折弯 ２
成形 ，可通过设计专 用 刀口模 ，在 油压机 上实现 四边压
图 ４
图 ４所示为锻压成形过 程 的开始。 图 ５为坯 料在成 形模具模膛 中开始产生形变。
深度之 比越来越小 ，金属 材料 的局部镦粗 变形便 失去平 衡 ，该处 的材料在 向外 内摩擦力的作用下随之向外移动 。 而且 ，鼓肚形坯料 向外移 动 的距 离也 随之增 大。在这种 状态下 ，不通孔上下两部 分金属 材料 不断靠 近，为折叠 缺陷 的形成埋下 了隐 患。当锻造 动作终 止时 ，上端 不通
５ ．结 语
（ ）作为工艺人 员，拿到 没汁 时 ，不要急 于按设 １ 计 图结构编制工艺。首先要做 工 艺经济性 分析 ，本 着低
寸，其巾 ２巾折弯线 ３ 用割斟 加热后，用榔头敲至短边侧 ｊ 接头 ，彤成缩小端，然后定位焊 固定 ，并形成＿壳体。 ｒ
４ 批 量生产 ．
制作后成 品外形 见图４ 。单件试生产成功后 ，根据
按 照这一仿真模拟分析 的结果对原来 的成形工 艺进
行 改进并指导现场生产 ，获得 了无折叠缺陷的合格锻件。
图 ９ 水平剖视
３ 缺陷形成原因分析 ．
金属材料在镦 粗变 形时遵循最 小阻力定 律 向外 进行 变形 ，上下方向的压缩距离越 大 ，材料在横 向的变形也
（Ｊ ｃ 【Ｊ ｄ
越大 。如果金属材料 中问成形 有孔 ，则 出现折叠 缺陷的
孑 中部水平面上下两边 的金属材料便 受挤 压而折叠 在一 Ｌ 起 ，最终形成了折叠缺陷 ，如图 ７所示 。
—
—
。 —
一
鬣
图 ７ 模拟 中的折叠缺 陷 图 ４ 成形过程开始
为 了进一步 了解折叠 缺陷 的严重 程度 ，列其 部位通
过不 同角度进行定性 观察 。图 ８所 示为竖 向剖 开模 拟锻 件 ，经透视观察 ，从而看到折 卺缺 陷部位 的应 力分 布状
制成形 。ＭＷ
２ ０年 第 ７ ０ Ｔ 期
热 处 簸如 铸造
Ｗ Ｗ Ｗ ｍ ｅｔ ｗ ｏｒ ｎｇ７ ５０ ａ１ ｋｉ ９ ＣＯｍ
参曷 工热 工 加
Ｆ ｉｌ 里 ｏｎ 塑 ｒｇ ｍ
图 ３ 锻件三维数值模 型
图 ６ 坯料在上端不通孔部位继续变形
２ 锻造成形模拟分析 ．
度尺寸 ，昕 以 ｎ 模能顺 利仲 人腔体 内，折 长边侧 。 （ ）折 出后检查尺寸 ，符 合图样要求 ３
（ ）外彤折山后，存平 台 用：装 板 ，将其楔至尺 ４ Ｉ
弯 。从下料到压制成 形 ，半 ｌ 日即可完成 ，而 以往 ＿ 作
从下料到拼焊需 ５个工作 日，， 产工期大大减少 。 Ｌ
的孑 中存在折 叠缺 陷，如图 １ Ｌ 所示。
（ ） 上 端 放 大 ｂ Ｌ
ｌ
为了查找出现折叠 缺陷 的原 ｌ ，我们对 该锻件 的锻 大 Ｉ
造成形过程采用仿 真数值馍 拟分析 ，并进行 成形． 艺改 ［
进 ，获得 了满意的技术效果
二、数值模拟分析
１ ．建立锻件模型
该锻件的二维没汁如图 ２所示