[發明專利]一種超塑性鋅鋁合金管材拉拔成型模擬方法

有效

• 申請號: 201811331202.9
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109460607B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 吳波;黃鴻興;韓鵬鵬;羅茂恒;黃江林
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/10;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種超塑性鋅鋁合金管材拉拔成型模擬方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：采用建模軟件UG建立拉拔模具、粗合金管和拉拔機夾頭的三維仿真模型；

步驟2：將拉拔模具、粗合金管和拉拔機夾頭的三維仿真模型以STL格式導出，然后傳遞到Deform 塑性成型軟件Pre Processor中的DEFORM-2D/3D Pre模塊中；

步驟3：采用自動剖分法對粗合金管進行網格劃分，并且對軋頭以下進行細化分；

步驟4：設置合金材料的本構方程參數，包括楊氏模量、泊松比、熱膨脹率、應力應變曲線；

步驟5：對拉拔機夾頭進行工具動作定義，定義其拉拔方向和拉拔速度；

步驟6：在對象性質模塊中將粗合金管定義為在FEM主動，并且進行體積計算，算出在網格劃分后的體積損失；

步驟7：在物件定位模塊進行拉拔模具的位置定位，使拉拔模具和粗合金管處于相切狀態；

步驟8：在對象間關系模塊進行拉拔模具、拉拔機夾頭與粗合金管三者之間的主次關系定義，摩擦類型，是否傳熱設置；

步驟9：根據設置的合金材料的本構方程參數，進行仿真模擬，得到仿真結果；

所述步驟1中粗合金管外徑為15~30mm，管壁厚為2~4mm，內徑為8~24mm，長度為50~70mm，拉拔模具錐角為11.6°~19.6°，拉拔機夾頭為活動鉗口，在拉拔過程中，鉗口開啟度隨著軋頭外徑的變化而發生變化，使得鉗口與軋頭保持夾持咬合，不發生滑脫和斷裂；

所述步驟5具體為：設置粗合金管為塑性體，拉拔機夾頭和模具為剛性體，設置拉拔機夾頭不同的拉拔速度和方向，拉拔模具定徑區寬度以及拉拔模具，粗合金管和拉拔機夾頭之間兩兩接觸關系；設置模擬步數和每步的步長；

所述步驟8具體為：

步驟8-1：將粗合金管和拉拔模具設置為剪切摩擦，兩者之間分離，摩擦系數為0.08，兩者相互傳熱；

步驟8-2：將拉拔機夾頭和粗合金管設置為不可分離狀態，兩者之間處于不傳熱狀態；

步驟8-3：進行對象之間的公差計算，并產生數據文件。

2.根據權利要求1所述的一種超塑性鋅鋁合金管材拉拔成型模擬方法，其特征在于：所述粗合金管、拉拔模具和拉拔機夾頭沿x軸分布，并以x軸為對稱中心，其中拉拔機夾頭和粗合金管軋頭保持夾持咬合，不發生滑脫和斷裂。

3.根據權利要求1所述的一種超塑性鋅鋁合金管材拉拔成型模擬方法，其特征在于：所述仿真結果包括最優的定徑區寬度，最優的拉拔速度，最優的模具錐角，最適合的摩擦系數，以及對應的應力應變分布云圖。