金属挤压有限元模拟技术及应用

1 概述

1.1 金属挤压理论及发展

1.2 挤压加工方法与特点

1.2.1 正挤压和反挤压

1.2.2 玻璃润滑挤压

1.2.3 静液挤压

1.2.4 特殊挤压

1.2.5 挤压方法的特点

1.3 挤压产品的应用

1.3.1 铝及铝合金

1.3.2 镁及镁合金

1.3.3 铜及铜合金

1.3.4 钛及钛合金

1.3.5 钢铁材料

1.3.6 复合材料

1.3.7 特殊材料

1.4 挤压模具结构特点

1.4.1 实心型材挤压模具

1.4.2 空心型材挤压模具

1.5 挤压成型理论的研究方法

1.5.1 理论解析法

1.5.2 模拟实验法

1.5.3 数值模拟法

1.6 挤压成型技术发展趋势

1.6.1 挤压基础理论发展趋势

1.6.2 挤压模具设计发展趋势

1.6.3 挤压新技术与新工艺开发

参考文献

2 挤压成型数值模拟

2.1 模拟的基本方法

2.2 模拟准备与分析工作

2.2.1 模拟流程

2.2.2 模拟信息

2.2.3 掌握模拟技术的关键

2.3 高温本构模型的建立

2.3.1 铝合金本构模型

2.3.2 镁合金本构模型

2.4 高温摩擦因子的测定

2.4.1 铝合金摩擦因子测定

2.4.2 镁合金摩擦因子测定

参考文献

3 焊合区网格重构技术

3.1 分流模挤压模拟存在的主要问题

3.2 基于逆向工程技术的STL模型的修复

3.2.1 STL模型概述

3.2.2 STL模型的修复方法

3.2.3 STL模型的修复过程

3.3 焊合区网格重构技术开发

3.3.1 焊合区网格的重构准则

3.3.2 基于逆向工程技术的焊合区网格重构技术

3.4 焊合区网格重构技术的可行性分析

3.4.1 几何模型及边界条件

3.4.2 金属流变行为对比分析

3.4.3 场量对比分析

3.5 在小断面空心型材中的模拟与验证

3.5.1 焊合过程金属流动行为

3.5.2 挤压力分析

3.5.3 模芯弹性变形分析

参考文献

4 瞬态挤压过程温度场模拟

4.1 模型构建

4.2 分流过程温度分析

4.3 焊合过程温度分析

4.4 模孔出口处型材的温升

4.5 型材横断面温度分布

4.6 挤压温度与速度的关系

参考文献

5 双孔模挤压过程模拟分析

5.1 计算条件

5.1.1 几何模型

5.1.2 焊合区网格重构

5.2 挤压各阶段金属的流动行为分析

5.3 分流孔配置对金属流动行为的影响

5.3.1 分流孔面积比对金属流动行为的影响

5.3.2 分流孔面积比对焊合面位置的影响

5.3.3 分流孔面积比对焊合室静水压力与方管表面温度的影响

5.3.4 分流孔位置对挤压力与方管表面温度的影响

5.4 挤压比对挤压力与方管表面温度的影响

5.5 焊合室深度对焊合室静水压力与模芯稳定性的影响

5.5.1 焊合室深度对焊合室静水压力的影响

5.5.2 焊合室深度对模芯稳定性的影响

5.6 焊合角对金属流动行为及模芯稳定性的影响

5.6.1 焊合角对金属流动行为的影响

5.6.2 焊合角对死区体积的影响

5.6.3 焊合角对模芯稳定性影响

5.7 模拟结果与实验结果对比分析

参考文献

6 复杂断面空心型材挤压过程模拟

6.1 计算条件

6.1.1 模具结构尺寸

6.1.2 几何模型

6.1.3 焊合区网格重构

6.1.4 网格局部细化

6.2 金属流动行为分析

6.2.1 挤压出型材头部形状

6.2.2 焊合过程金属流速分析

6.3 模具结构优化

6.4 型材断面温度分布

6.5 焊合室静水压力分布

6.6 挤压实验

参考文献

7 变形体与工作带表面分离的解决方法

7.1 变形体和工作带表面分离现象

7.2 解决方法

7.3 计算模型

7.4 各方案的金属流动行为对比分析

参考文献

8 大型实心铝型材工作带结构优化

8.1 模具结构

8.2 几何模型构建及边界条件

8.3 挤压金属流动行为分析

8.4 不等长工作带结构尺寸优化

8.5 等效应力分布

8.6 温度场分布

参看文献

9 高性能镁合金挤压过程模拟

9.1 模型构建

9.2 挤压过程温升及速度对成型性能的影响

9.3 定径带长度对金属流动行为的影响

9.4 挤压实验

参考文献

《金属挤压有限元模拟技术及应用》系统地介绍了挤压成型数值与物理模拟的相关理论知识。数值模拟技术在挤压成形及模具优化设计中的应用，是作者多年科研、技术开发和生产实践经验的积累和总结。全书介绍了刚黏塑性有限元法、热力耦合、物理模拟相似性的理论；以生产中的典型金属型材为例，从最基本的模型简化、网格优化、边界条件及工艺参数设置开始，详细深入地解析了挤压成形模拟尤其是分流模成形时的金属变形、微观组织、模具结构优化、温度场等物理量，力求让求知者学以致用、学了会用、学有所值。

《金属挤压有限元模拟技术及应用》一书，基于著者长期从事挤压过程有限元数值模拟研究工作的经验和成果总结与积累，建立在深入的塑性加工理论分析和企业现场实践基础上。作者对于有限元模拟理论和方法及模具与工艺设计技术都有深入的理解和丰富的实践经验，不但可以为读者解决有限元挤压分析中的大量现实问题，还提供了一些前沿理论和方法的研究成果与应用实例，是一部难得的专著和参考教材。