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基于DEFORM-3D的管材开式冷挤压过程的数值模拟


第3 2卷 第 1 期  河 北 理 工 大 学 学 报 (自然 科 学 版 )   J u n l f b i o t h i  nvri ( aua S i c  dt n  o r a o  e P l e ncU ies y N tr  c n eE io )   He   y c t l e i V 13   N .  o 2 o1 . F b 2 1  e .0

0 21 0 0年 2月   文 章 编 号 :640 6 (0 0 0 -0 5 5 17 -22 2 1 ) 102 -   0 基于 D F R E 0 M一 3 的 管 材    D 开 式 冷 挤 压 过 程 的 数 值 模 拟  周 祥, 孟宪举  ( 河北理工大学 机械工程学院 , 河北 唐 山 030 ) 609  关键词 : 管材 ; 开式冷挤 压 ; 数值 模拟  摘 要: 开式 冷挤 压是 一种 高效 、 节能 、 材 的先进 成 形技 术。 利 用 刚塑 性 性 有 限元 软件 D — 节 e  fm 3 o - D对管材在 开式 冷挤 压成 形过 程进 行 了模 拟 , r 获得 了挤 压 过程 中的等 效应 力、 效 应  等 变 以及 速度场 的分布 云 图, 对这 些模 拟 结果进行 了详 细的分析 , 并 为优 化 开式冷挤 压 工 艺提供  了理论参 考。   中图分类 号 : G3 6 9 文献标 志码 :   T  7 . A 0 引言    开式冷 挤压是 在挤压 变形过程 中坯料 未成形 段一 直敞开 , 不受模 具 的约束 作用 的一 种特殊 的挤压 方法 。   它 与一般 闭式挤压 相 比, 有成形 力低 、 具结 构简单 易于实 现 自动 化 等优点 。本 文 中研究 管材 的开式 冷挤  具 模 压成形 , 利用 数值模 拟 的方 法对变形 过程 进行模 拟分 析 。   数值模 拟方法作 为金属 成形方 面 的分 析方 法有着 自己特 殊 的优 势 , 不需 要建 造物理 模型 , 它 并可 以在提  供工 件和模具 在成形 过程 中的各个 物理量 的详 细数据 。现在 已经广 泛 的应 用 与金属 成形领 域 。   l 模 拟条 件 的设 定    模 拟采用 有限元分 析软 件 Dfr- 3 几何 模 型在三 维建模 软件 Po E中构建 , 方便 运算 简化 模 型 , e m D, o r/ 为   凹模与工 件均 构建为 实体 的 12 同时这样 可 以提高运算 速度 。具体 参数 如下 : /,   材料 参数 : 毛坯选 用 4 5号钢 , 因此在模 拟 软件 中选用与 4 5号钢 物理性 能相 近 的 A S- 14 , O D[0   II 0 5 C L 7 F (0C) , 2  ̄ ] 因为不考虑 模具 的变形 , 以凹模与 凸模都视 为 刚体 。 所   环境 设置 : 境温度 选 择 , 次 模 拟 选 用 相 对 网格 划 分 方 法 , 划 网格 分 300, 际划 分 网格 数 为  环 本 共 00 实 202 3 7  运动参 数 : 凹模位 置 固定不 变 , 设 凸模 运动 速度设 为 4m /    m s 采 用 N w R psn 代算法 , e- aho 迭 设置运 行 20步 , 长 02 , 1 0 步 .5 每 0步保 存 一次 运 算结 果 。采用 剪切 摩擦  模型 , 擦 因数设 为 0 1  摩 .2 几何 参数 : 本文模

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