超高压电缆铝护套四通道连续包覆数值模拟和实验研究 被引量：4

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作者 裴久杨 樊志新 刘炎 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期41-46,共6页

基于SSLB500双轮四通道连续包覆机,采用有限元法,对Φ120 mm×2.8 mm的超高压电缆铝护套连续包覆成形过程进行了数值模拟,分析了挤压轮转速在7.5 r·min-1时金属成形过程中的速度场、温度场和应力场的分布规律,结果表明:温度场... 基于SSLB500双轮四通道连续包覆机,采用有限元法,对Φ120 mm×2.8 mm的超高压电缆铝护套连续包覆成形过程进行了数值模拟,分析了挤压轮转速在7.5 r·min-1时金属成形过程中的速度场、温度场和应力场的分布规律,结果表明:温度场、速度场呈对称分布,模具出口处的速度、温度分布均匀。进行了Φ120 mm×2.8 mm电缆铝护套连续包覆实验和产品性能检测,结果表明:四通道工艺不仅可以成功实现大管径铝护套的连续包覆,而且铝护套成形良好,圆度达到98.69%,同心度达到92.58%,挤压焊缝结合强度与母材强度接近;数值模拟结果与实验结果一致,证明了四通道连续包覆工艺的可行性和模拟结果的正确性。 展开更多

关键词 电缆铝护套 连续包覆 超高压电缆 数值模拟

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大直径电缆铝护套四通道连续包覆数值模拟和实验研究

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作者 裴久杨 宋宝韫 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第20期2807-2812,共6页

采用有限单元法,基于SSLB500型双轮四槽立式连续包覆机,采用四根直径15mm的铝杆为坯料,运用四通道方式对178mm×4mm电缆铝护套的连续包覆成形过程进行有限元分析,分别得到了成形过程中变形金属速度场、温度场、应力场的分布规律;... 采用有限单元法,基于SSLB500型双轮四槽立式连续包覆机,采用四根直径15mm的铝杆为坯料,运用四通道方式对178mm×4mm电缆铝护套的连续包覆成形过程进行有限元分析,分别得到了成形过程中变形金属速度场、温度场、应力场的分布规律;基于挤压速度和分流结构对模具结构进行了优化设计;进行了铝护套的连续包覆实验,铝护套外径尺寸波动小、壁厚均匀,圆度达到99%,同心度达到90%;对铝护套焊合区域进行了横向力学性能测试,抗拉强度、延伸率与母材一致,焊缝结合强度达到使用要求,表明模具结构设计和工艺参数选择合理;数值模拟结果与实验结果一致,证明有限元模型准确,可用于指导大管径电缆铝护套连续包覆生产。 展开更多

关键词 数值模拟 连续包覆 电缆铝护套 电力电缆

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挤压轮转速对铜棒材连续挤压速度差及组织的影响 被引量：5

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作者 田甜 运新兵 +2 位作者 裴久杨 李冰 赵颖 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期15-22,共8页

利用TLJ400连续挤压机,通过数值模拟和实验研究,研究了挤压轮转速对连续挤压铜棒材周向扩展成形过程中的流动速度差及产品微观组织的影响。模拟结果表明:连续挤压过程中同一横截面上金属流动速度差最大的位置在直角变形区;随着挤压轮转... 利用TLJ400连续挤压机,通过数值模拟和实验研究,研究了挤压轮转速对连续挤压铜棒材周向扩展成形过程中的流动速度差及产品微观组织的影响。模拟结果表明:连续挤压过程中同一横截面上金属流动速度差最大的位置在直角变形区;随着挤压轮转速的增加,从镦粗区开始流动速度差逐渐增大,直角变形区的速度变化最明显;当转速为2和10 r·min^-1时,在直角变形区同一截面上速度差分别为15和140 mm·s^-1。进入腔体后挤压轮转速对速度差影响不明显。实验研究结果表明:对于传统工装模具结构,直角变形区下边缘的流动速度差引起剧烈剪切变形从而产生分层缺陷。当挤压轮转速达到8和10 r·min^-1时,产品下边缘发生开裂。 展开更多

关键词 铜棒材 连续挤压 挤压轮转速 速度差 分层缺陷

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宽厚比对双杆连续挤压6063铝合金焊合质量的影响 被引量：3

4

作者 赵颖 裴久杨 +3 位作者 郭丽丽 运新兵 马怀超 李冰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第24期24114-24120,24126,共8页

在连续挤压过程中,采用双杆连续挤压焊合的方法,适于成形宽铝合金壁板产品。然而,坯料与坯料之间焊合所形成的挤压焊缝会影响挤压产品的质量。通过显微组织观察、拉伸实验、断口分析和有限元模拟,研究了6063铝合金双杆连续挤压过程中产... 在连续挤压过程中,采用双杆连续挤压焊合的方法,适于成形宽铝合金壁板产品。然而,坯料与坯料之间焊合所形成的挤压焊缝会影响挤压产品的质量。通过显微组织观察、拉伸实验、断口分析和有限元模拟,研究了6063铝合金双杆连续挤压过程中产品宽厚比对焊合过程各焊合参数和最终产品焊合性能的影响,并建立了预测双杆连续挤压焊合质量的评估模型。结果表明,随着产品宽厚比λ由10增加到40,金属的变形程度增加,焊缝处氧化物颗粒的破碎程度逐渐增大,挤压焊缝逐渐由粗变细,产品焊合性能提高。数值模拟结果表明,随产品宽厚比的增加,焊合面上的焊合压力、焊合温度、等效应变速率和焊合速度均显著提高;并在此基础上分析了排除死区的有效焊合路径上压力-时间-等效应变速率J焊合判定参数值的变化规律,计算得出焊合判定参数分别在焊合路径起点和模口处出现两次峰值,分别是最大焊合压力和最大等效应变速率所引起的;同时,随产品宽厚比的增加,J值呈现先迅速增加后缓慢增加的趋势,与拉伸实验结果吻合较好,能准确预测双杆连续挤压产品的焊合质量。 展开更多

关键词 双杆连续挤压 6063铝合金 数值模拟 产品宽厚比 焊合质量

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腔体结构对连续挤压金属流动的影响 被引量：4

5

作者 陈莉 裴久杨 +1 位作者 刘元文 宋宝韫 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期107-111,共5页

以一次扩展腔、二次扩展腔的通道长度、进料口高度及二次扩展角4个腔体主要参数为研究对象,通过正交试验,设计9组腔体结构。基于DEFORM-3D软件平台,对上述腔体结构的铜带坯连续挤压过程进行数值模拟,以模口处金属流速标准偏差为指标,通... 以一次扩展腔、二次扩展腔的通道长度、进料口高度及二次扩展角4个腔体主要参数为研究对象,通过正交试验,设计9组腔体结构。基于DEFORM-3D软件平台,对上述腔体结构的铜带坯连续挤压过程进行数值模拟,以模口处金属流速标准偏差为指标,通过极差分析,得到利于金属流动的最优腔体结构,该结构能够降低金属流动速度差,提高产品成形质量。最优腔体结构温度场的数值模拟结果表明,最优腔体结构的温度合理,有利于延长工模具寿命;对最优腔体及其余两种腔体结构的挤压成形过程进行物理模拟,结果显示,最优腔体结构的流动均匀性较其他两种腔体结构好,与数值模拟结果吻合。 展开更多

关键词 连续挤压 正交试验 数值模拟 物理模拟

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双杆连续挤压铝合金板材数值模拟与组织性能分析 被引量：3

6

作者 赵颖 裴久杨 +2 位作者 郭丽丽 李冰 闫志勇 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期40-46,共7页

基于Deform6.1有限元模拟软件研究了6063铝合金板材连续挤压过程中的温度、应力和应变的分布规律,通过连续挤压实验,研究了挤压过程中的晶粒演变过程以及产品的组织和性能特点。结果表明,铝合金连续挤压变形过程中最大温度梯度、最高等... 基于Deform6.1有限元模拟软件研究了6063铝合金板材连续挤压过程中的温度、应力和应变的分布规律,通过连续挤压实验,研究了挤压过程中的晶粒演变过程以及产品的组织和性能特点。结果表明,铝合金连续挤压变形过程中最大温度梯度、最高等效应力、等效应变和等效应变速率值均出现在直角弯曲区,金属在直角弯曲区发生再结晶,在进入模腔前,再结晶晶粒尺寸为36μm。金属在模腔中发生扩展变形,沿宽度方向,挤压速度和等效应变速率分布不均匀,与腔体进料口相对应位置的金属具有较高的挤压速度和较低的等效应变速率。挤压后的产品横截面组织可分为焊缝区、过渡区和基体区,焊缝区包含由于氧化物钉扎而未长大的细小晶粒,过渡区包含尺寸300μm的超大晶粒,基体区的晶粒尺寸在97~170μm,其中腔体进料口处的晶粒尺寸最小,产品横截面硬度分布主要受晶粒尺寸的影响。 展开更多

关键词 铝合金板材 双杆连续挤压 有限元模拟 晶粒组织

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挤压轮转速对连续挤压铝锶合金成形及组织性能的影响 被引量：3

7

作者 毕胜 运新兵 +2 位作者 裴久杨 闫志勇 张旭 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期23-28,共6页

采用数值模拟与工艺实验相结合,研究了挤压轮转速对铝锶合金连续挤压成形过程和产品组织性能的影响。通过数值模拟分析了不同转速下坯料的温度、速度和等效应变分布情况以及模具的温度分布规律并利用金相观察和拉伸试验分析了不同转速... 采用数值模拟与工艺实验相结合,研究了挤压轮转速对铝锶合金连续挤压成形过程和产品组织性能的影响。通过数值模拟分析了不同转速下坯料的温度、速度和等效应变分布情况以及模具的温度分布规律并利用金相观察和拉伸试验分析了不同转速下实际连续挤压产品的组织性能。结果表明,铝锶合金在连续挤压过程中,坯料进入腔体后,温度开始升高,最高温度和最大速度出现在模具出口处;最大等效应变出现在直角弯曲处。当挤压轮转速由4r·min^(-1)增加到7r·min^(-1)时,腔体内的坯料最高温度由460℃升高到514℃,模具出口处的温度由490℃升高到527℃;产品中Al4Sr相形态由块状变成颗粒状,尺寸减小;抗拉强度由98.7MPa上升到106.9MPa,伸长率变化不大,维持在约11%。 展开更多

关键词 连续挤压 铝锶合金 挤压轮转速 Al4Sr相

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压实轮压下量对铜棒材连续挤压轮槽区组织的影响 被引量：10

8

作者 王猛 运新兵 +3 位作者 裴久杨 田甜 李冰 赵颖 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期91-98,共8页

采用光学显微镜分别对压实轮压下量2．16、2．66和3．16mm时纯铜连续挤压轮槽各分区的组织演变进行分析。结果表明，纯铜在轮槽变形区产生剧烈的剪切变形，并发生动态再结晶，改善了塑性变形的不均匀性，提高了产品的性能。从晶粒细化... 采用光学显微镜分别对压实轮压下量2．16、2．66和3．16mm时纯铜连续挤压轮槽各分区的组织演变进行分析。结果表明，纯铜在轮槽变形区产生剧烈的剪切变形，并发生动态再结晶，改善了塑性变形的不均匀性，提高了产品的性能。从晶粒细化角度来看，压下量为2．66mm时效果更好、更均匀，压下量2．16mm次之，压下量3．16mm最差。从轮槽底部坯料与铜皮的焊合与置换来看，压下量2．66mm时，焊合的铜皮最薄，压下量2．16mm时略厚，压下量3．16mm时最厚。压下量2．66mm时置换进腔体的杂质最少，压下量3．16mm时次之，压下量2．16mm时最多。故而压下量2．66mm时，晶粒的细化效果更好，其焊合与置换带入腔体的杂质最少，更有利于铜棒材连续挤压。 展开更多

关键词 铜棒 连续挤压 压实轮压下量 组织演变

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铝锶合金高温塑性变形行为及本构方程 被引量：9

9

作者 万帆 运新兵 +1 位作者 毕胜 裴久杨 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期888-896,共9页

采用Gleeble-1500型热模拟试验机进行高温压缩实验,结合连续挤压工艺制定热压缩实验方案,研究铝锶合金高温塑性变形行为,分析变形温度、应变速率对铝锶合金热变形过程中流变应力和Al_4Sr相形态的影响,并采用线性回归的方法建立铝锶合金... 采用Gleeble-1500型热模拟试验机进行高温压缩实验,结合连续挤压工艺制定热压缩实验方案,研究铝锶合金高温塑性变形行为,分析变形温度、应变速率对铝锶合金热变形过程中流变应力和Al_4Sr相形态的影响,并采用线性回归的方法建立铝锶合金高温下的本构方程。结果表明:铝锶合金的热塑性变形软化机制以动态回复为主;在热变形过程中流变应力随变形温度的升高而减小,随应变速率的增大而增大;变形温度为400℃时Al_4Sr相破裂严重,而当温度为500℃时Al_4Sr相具有韧性而易于弯曲;可用包含Zener-Hollomon参数的Arrhenius双曲正弦模型描述其热变形行为。 展开更多

关键词 铝锶合金 高温塑性变形 流变应力 显微组织 本构方程

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基于正交试验的U型铜材模具参数优化 被引量：5

10

作者 马旭东 赵颖 +3 位作者 刘元文 运新兵 裴久杨 易飞 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期110-118,共9页

研究了进料口高度h、U型型腔倾斜角α、倾斜角β、倾斜角θ和马蹄形型腔底角γ对模具出口处的流速均方差产生的影响。采用HyperXtrude模拟软件对不同型腔参数的U型模具进行连续挤压数值模拟,得到挤压过程中U型铜带的速度分布规律。结果... 研究了进料口高度h、U型型腔倾斜角α、倾斜角β、倾斜角θ和马蹄形型腔底角γ对模具出口处的流速均方差产生的影响。采用HyperXtrude模拟软件对不同型腔参数的U型模具进行连续挤压数值模拟,得到挤压过程中U型铜带的速度分布规律。结果表明,金属在型腔中的流速是不均匀的,速度最大值出现在U型带两端的中部,最小值出现在U型圆弧部位。设计正交试验,得出各因素对流速均方差影响的先后顺序为:β>α>θ>h>γ,U型铜带模具结构的最佳优化方案为h=85 mm,α=24°,β=14°,θ=8°,γ=77°。对U型铜带进行连续挤压工艺试验,获得了合格产品,确定了优化后的型腔结构使挤压出的产品流速分布更加均匀。 展开更多

关键词 连续挤压 U型铜带 数值模拟 正交试验 模具优化

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面积扩展比对铜棒材连续挤压扩展成形流动的影响 被引量：8

11

作者 王跟浩 运新兵 +1 位作者 裴久杨 李冰 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期47-53,共7页

为研究连续挤压周向扩展成形金属流动规律与工艺参数之间的关系,基于DEFORM-3D有限元分析软件,简化连续挤压工装模具非必要外形尺寸,建立铜棒材连续挤压扩展成形刚塑性有限元模型。通过数值模拟分析面积扩展比分别为2.25、3.0625、4、5.... 为研究连续挤压周向扩展成形金属流动规律与工艺参数之间的关系,基于DEFORM-3D有限元分析软件,简化连续挤压工装模具非必要外形尺寸,建立铜棒材连续挤压扩展成形刚塑性有限元模型。通过数值模拟分析面积扩展比分别为2.25、3.0625、4、5.0625和6.25时铜棒连续挤压扩展成形过程坯料速度分布规律。模拟结果表明,在扩展变形区,坯料在对称面上的纵向流动基本均呈现上下对称层流分布状态;铜坯料从直角弯曲区经过扩展变形区降速而后流入模具收缩区,当面积扩展比为4时,纵向流动速度曲线最平稳,模具定径带处的流速均方差SDV值和极差R值最小,即模具出口速度最均匀。 展开更多

关键词 铜棒材 连续挤压 面积扩展比 数值模拟

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U型铜材连挤连展工艺产品极限尺寸的研究 被引量：3

12

作者 马旭东 赵颖 +3 位作者 运新兵 刘元文 裴久杨 易飞 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期86-96,共11页

采用U型模具连续挤压铜板带时,U型产品尺寸的变化对连续挤压成型过程会产生较大的影响。为了降低模具研发成本,本文通过有限元模拟与解析法得到了U型产品可挤压的极限尺寸。采用有限元法与理论计算研究了不同几何参数比(厚度挤压比λ_(1... 采用U型模具连续挤压铜板带时,U型产品尺寸的变化对连续挤压成型过程会产生较大的影响。为了降低模具研发成本,本文通过有限元模拟与解析法得到了U型产品可挤压的极限尺寸。采用有限元法与理论计算研究了不同几何参数比(厚度挤压比λ_(1)、直径扩展比λ_(2)、产品宽厚比λ_(3))对U型连续挤压产品的流速均方差(SDV)以及模具型腔压力σ_(x)、挡料块应力p_(d)和挤压轮扭矩T的影响规律,并建立了模具型腔内接触应力和挤压轮扭矩的函数模型。研究表明:随着λ_(1)的增大,出口截面的速度差越来越大,SDV值增加幅度明显;λ_(2)增大,流速最快区域从U型两侧转移至圆弧处,SDV值变化范围不大。通过主应力法计算得到U型模具腔体内压应力σ_(x)与产品尺寸r_(0)的函数,利用上限法求解出挡料块应力p_(d)与腔体进料口压力p_(k)的关系。将SDV、p_(d)、T作为挤压极限厚度的判定标准,当坯料直径为30 mm,展平宽度为420 mm时,得到可挤压的极限厚度为7 mm。U型铜带连续挤压实验表明,实验结果与理论扭矩对比,误差可控制在10%以内,证明了理论计算极限尺寸的可行性与准确性。 展开更多

关键词 铜带 连续挤压 SDV 成型载荷 解析法

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铜材连续挤压过程中的缺陷焊合研究 被引量：3

13

作者 黄复兴 运新兵 +3 位作者 裴久杨 李冰 赵颖 伏洪旺 《热加工工艺》 北大核心 2022年第15期18-22,共5页

针对连续挤压产品的分层缺陷,根据铜材连续挤压工艺制定缺陷焊合试验方案,研究焊合温度、单位压力及晶粒尺寸对焊合质量的影响。结果表明:在温度一定时,随着单位压力的逐渐增加,焊合试样的室温抗拉强度逐渐增加,焊合质量越来越好;随着... 针对连续挤压产品的分层缺陷,根据铜材连续挤压工艺制定缺陷焊合试验方案,研究焊合温度、单位压力及晶粒尺寸对焊合质量的影响。结果表明:在温度一定时,随着单位压力的逐渐增加,焊合试样的室温抗拉强度逐渐增加,焊合质量越来越好;随着焊合温度的升高,单位压力对室温抗拉强度影响效果越来越明显。在单位压力一定的情况下,当焊合温度在550~600℃时,试样的室温抗拉强度呈现上升趋势;当焊合温度在600~700℃时,试样的室温抗拉强度呈现下降趋势。在相同焊合温度和单位压力的条件下,细晶焊合试样室温抗拉强度明显高于铸坯(粗晶)焊合试样。 展开更多

关键词 连续挤压 铜材 焊合 晶粒尺寸

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双杆连续挤压铝管模具结构对成形性能的影响 被引量：1

14

作者 姜超 赵颖 +3 位作者 宋宝韫 张旭 闫志勇 裴久杨 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期71-76,共6页

双杆连续挤压铝管是一种高效率的铝管材制造技术,为保证金属流动均匀性,需要加入汇合模具,而汇合模具结构是影响金属成形的重要因素。根据连续挤压技术成形特点,基于HyperXtrude软件建立双杆连续挤压有限元模拟模型。通过对铝管材连续... 双杆连续挤压铝管是一种高效率的铝管材制造技术,为保证金属流动均匀性,需要加入汇合模具,而汇合模具结构是影响金属成形的重要因素。根据连续挤压技术成形特点,基于HyperXtrude软件建立双杆连续挤压有限元模拟模型。通过对铝管材连续挤压稳态的数值模拟,对比分析不同汇合模具结构方案的金属流动规律。在LLJ350连续挤压机上进行6063铝合金管材挤压实验,对比观察产品的显微组织及力学性能。结果表明,双杆连续挤压中汇合区域的出口直径对金属流动的均匀性有重要影响,当该出口直径小于3个分流孔的外围直径时,模口处的金属流速更加一致,壁厚更加均匀,塑性明显提高。出口直径的变化对产品的晶粒组织和抗拉强度影响不大。 展开更多

关键词 6063铝合金 连续挤压 铝管成形性 显微组织 力学性能

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连续挤压制备铝包镁复合棒材的组织与力学性能 被引量：1

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作者 郭浩然 郭丽丽 +3 位作者 赵颖 裴久杨 伏洪旺 运新兵 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期197-205,共9页

在不同的加热温度下,采用不同尺寸的坯料并利用连续挤压工艺进行6063铝合金包AZ31镁合金复合材料的制备,获得尺寸为∅5 mm的复合棒材。通过扫描电镜(SEM)、金相显微镜以及万能拉伸试验机等分析手段对制备的复合棒材进行微观组织分析和力... 在不同的加热温度下,采用不同尺寸的坯料并利用连续挤压工艺进行6063铝合金包AZ31镁合金复合材料的制备,获得尺寸为∅5 mm的复合棒材。通过扫描电镜(SEM)、金相显微镜以及万能拉伸试验机等分析手段对制备的复合棒材进行微观组织分析和力学性能测试。结果表明:连续挤压工艺可显著细化复合棒材镁芯的晶粒。坯料在室温挤压时,镁芯的平均晶粒尺寸为15.4μm,复合棒材的抗拉强度为141.4 MPa,伸长率为6.6%。加热温度升高至450℃时,镁芯晶粒开始长大,复合棒材的抗拉强度略有下降,伸长率提高到10%。随着镁芯直径增大,组织均匀性和晶粒细化效果提高,平均晶粒尺寸为12.8μm。在连续挤压过程中,铝镁之间发生相互扩散,产生硬度较高的铝镁结合层,结合层最大厚度为4.8μm。利用Deform有限元软件模拟连续挤压过程中的材料流动,得到了Al和Mg的温度与应变分布,有助于分析连续挤压过程中复合棒材的组织演变。 展开更多

关键词 镁合金 铝合金 连续挤压 复合材料

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基于HyperXtrude的大口径铝管连续挤压模结构优化

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作者 藏丹丹 李冰 +1 位作者 姚向军 裴久杨 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第13期183-186,共4页

针对较大直径铝管在连续挤压过程中难成形的问题,基于任意拉格朗日-欧拉算法的HyperXtrude有限元软件对采用不同高度阻流环的模具成形过程进行了数值模拟,获得了最合理的阻流环高度。通过观察和分析模拟结果中金属的流动规律以及出口流... 针对较大直径铝管在连续挤压过程中难成形的问题,基于任意拉格朗日-欧拉算法的HyperXtrude有限元软件对采用不同高度阻流环的模具成形过程进行了数值模拟,获得了最合理的阻流环高度。通过观察和分析模拟结果中金属的流动规律以及出口流速均方差、温度变化以及焊合室压力等参数,得到该管材的成形性能。结果表明,当阻流环高度5 mm和阻流角半径31.8mm时金属的流动均匀性最好。 展开更多

关键词 连续挤压 大孔径管 数值模拟 模具优化

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