渗透系数非均质场对沙丘尺度潜流交换的影响研究

为了研究河床介质渗透系数非均质性对潜流交换的影响,应用随机一阶分析工具,分析潜流交换通量与河床不同空间位置渗透系数的互相关关系以及渗流流速方差的空间分布。结果表明:潜流交换通量与渗透系数之间成正相关关系,且正相关关系最强的区域位于沙丘表面附近;忽略河床非均质性将导致河床浅层位置的流速具有较大不确定性,野外应重点监测河床浅层位置的渗透系数以减小潜流交换的不确定性。

大型复杂薄壁铝合金空心型材挤压成形工艺

目的解决大型复杂薄壁铝合金空心型材挤压过程中材料流速均匀性控制难,以及模具局部应力集中导致模具寿命低、挤压型材尺寸稳定性差的问题。方法采用有限元模拟方法对此类典型型材挤压过程进行仿真分析,根据仿真结果中型材出口材料流速分布情况,通过调控不同部位材料流入量及材料流动阻力,并以型材出口流速差和流速均方差(SDV)作为衡量挤压过程中材料流速均匀性的指标,逐步迭代优化模具结构以提高材料流动均匀性;根据仿真结果中挤压模具应力分布情况,以模具最高应力作为衡量模具强度的指标,逐步迭代优化模具结构以减小模具应力。结果通过迭代仿真依次优化模具工作带长度、分流孔尺寸、阻流块高度等参数,最终型材出口流速差由25.07 mm/s降至2.72 mm/s,流速均方差由9.84 mm/s降至0.72 mm/s;通过迭代仿真优化焊合角度,最终模具最高应力由945 MPa降至863 MPa。采用基于有限元仿真优化结构的挤压模具成功制备了合格的铝合金型材样件,挤压试验结果与数值模拟结果吻合。结论通过优化模具工作带长度、分流孔尺寸及阻流块高度,调控不同部位材料流入量及材料流动阻力,能够有效解决大型复杂薄壁铝合金空心型材挤压流速均匀性差的问题;通过优化模具焊合角度,能够显著降低模具局部应力集中。

工艺参数对铝型材挤压变形规律的影响

通过引进一个反映金属流速不均衡性的参数———流速均方差 ,有效地控制型材挤压成形时金属流动的不均匀性。采用有限变形弹塑性有限元方法 ,对不同挤压参数 (挤压比、摩擦因子 )下铝型材挤压过程进行了数值模拟研究 ,获得了挤压压力、流速均方差和型材件内部应力应变场随挤压参数变化的规律 ,为铝型材挤压工艺参数优化提供了理论参考。

连续挤压铜扁排的阻流角设计及物理场分布

基于Deform-3D平台,建立了Conform连续挤压生产大宽厚比铜扁排有限元模型,研究了连续挤压过程中阻流角变化对模具出口处金属流动及相应应力场分布的影响规律,并结合方差分析法获得了模具出口处的流速均方差,观察模具阻流角对扁排成型的影响.研究表明：模具阻流角从3°~15°变化时,随着阻流角的增加,金属流速均方差先增大后减小,其阻流角区域等效应力值以及模具入口处沿挤压方向应力也逐渐增加;在定径带长度一定以及模具载荷允许的情况下,选择3°、5°、15°的阻流角可使模具出口处金属流速相对稳定,扁排成形性较好;当模具容易损坏时,选择3°和5°阻流角既可降低模具载荷又可获得板形均匀的扁排.

宽展挤压模具正交试验研究

宽展模具的结构参数 (入口宽度、出口长度、宽展模的高度、工作带的基准长度、模孔的位置 )对SDV值 (流速均方差值 ,该值越小 ,挤压过程越稳定 )存在影响 ,在模具设计中 ,更重要的是确定这些参数对流速均方差的影响。针对上述问题 ,本文在数值模拟的基础上 ,采用正交试验法 ,对铝型材产品FD -Awdd - 7生产中所用的宽展模具进行了研究 ,在这些模具结构参数中 ,对挤压流速均方差有显著的影响的参数包括 :宽展模的入口长度。

连续挤压铜扁排扩展腔及模具的结构优化设计

为了研究扩展腔结构和定径带长度对模具出口处金属流动的影响,从而优化扩展腔及模具的结构,采用有限元数值模拟方法对扩展腔结构参数以及定径带长度进行正交实验,并对挤压过程中模具入口处的金属流速、应变场和温度场进行有限元分析.结果表明:当扩展腔采用中间宽、边部窄的结构时,其模具出口处的金属流速比扩展腔厚度方向更均匀;影响模具出口处金属流速的扩展腔结构参数中,扩展腔中间厚度(H)最为显著,扩展腔中间宽度(l)的影响次之,其两边厚度h的影响较不明显.本实验条件下生产3 mm×100 mm的扁排,扩展腔组合结构的最佳方案如下:扩展腔中间宽度(l)为62 mm,中间出口厚度(H)为38 mm,两侧厚度(h)为24 mm.在其他条件不变的情况下,选择7 mm的定径带不仅有利于金属成形,还有利于提高扁排质量.

模孔偏置位置参数对型材挤压成形影响的数值研究

通过引进流速均方差作为评价塑形变形时金属流动速度不均衡性指标,来有效地控制型材挤压成形时金属流动的不均匀性。通过采用有限变形弹塑性有限元方法,对不同模孔偏置位置参数下型材挤压过程进行了数值模拟研究,获得了挤压力、流速均方差和型材件内部应力应变场随其变化的规律,为进一步实现型材挤压工艺参数优化提供了理论参考。