王一凡 张 锐 徐恒秋

1.长春理工大学，吉林 长春 130022；2.长春设备工艺研究所，吉林 长春 130022



铝合金旋压塑性成形的有限元模拟分析及应用

王一凡1，2张 锐1，2徐恒秋1，2

1.长春理工大学，吉林 长春 130022；2.长春设备工艺研究所，吉林 长春 130022

随着社会经济水平的不断提升，科学技术的不断普及，人们的生产生活越来越便利化。正是由于科学技术的不断普及，特别是在科技基础之上发展起来的仿真技术越来越受到生产者的注意。在新时代，如何才能促使有限元模拟仿真技术得到进一步的推广，从而达到促进生产者能够高效率进行生产，促进资源的合理利用。本文结合工人多年的学习和实践工作经验对铝合金旋压塑性成形的有限性模拟进行分析，希望能够对有限元模拟仿真技术的发展起到推动作用。

铝合金；旋压；有限元模拟

科学技术运用到生产工作之中极大的便利了生产活动的开展以及对资源的合理配置和利用，对铝合金旋压塑性成形的有限元模拟分析及运用进行浅析，一方面可以丰富对有限元模拟相关领域的理论体系，另一方面可以强化对有限元模拟仿真技术的重视，不断促使有限元模拟仿真技术的推广和使用，对生产起到引领性的作用。使企业能够通过使用有限元仿真技术促使其能够缩短生产周期，不断提高产品质量，提高资源的可利用率，进而促使生产企业更加重视对科技研发的力度，不断实现企业的创新性发展。

一、铝合金旋压塑性成形的有限元模拟分析

(一)铝合金旋压塑性成形的有限元模拟现状

随着科学技术的飞速发展，对于有限元模拟数值的计算以及精确度在不断的完善。通过有限元计算结果与实验的结果进行对比，不断提升有限元模拟的精确度。但是在铝合金旋压塑性成形的过程中，尽管有限元模拟计算的结果相对精确，但是由于实验场所的温度的不可测性，特别是铝合金在温度有10摄氏度的变化的时候，使得铝合金的流动场的分布就会形成极大的反差。除了有限元模拟的计算结果不能够完全套用到实验场所之外，对于铝合金旋压塑性成形的过程中还会引起铝合金模具发生起皱、断裂的现象，在有限元模拟的过程中对于起皱、断裂的现象是可以进行预测和规避的。在实验完成之后还会出现铝合金成形之后由于卸载的工序而出现的回弹的现象，有限元模拟也可以使得回弹现象趋减到最小。在铝合金旋压塑性成形的有限元模拟的过程尽管有些误差是不可避免的，但是通过对有限元模拟仿真技术的使用，可以有效避免可控失误的发生，从而达到缩短制作周期，节省人力物力的效果，对实际的生产活动中起着举足轻重的作用。

(二)旋压成形加工工艺

铝合金旋压就是利用了铝合金能够在高温、高压下能够进行塑性流动，进而锻造成所需要的产品。对铝合金旋压成形首先需要建立有限元模拟模型，根据金属材料的特性、产品的要求，利用物理、数学等知识建立一种有限元模拟计算进而能够很好的对试验现场作业进行调控。在铝合金旋压塑性成形的生产过程中所采用的旋压工艺是将强力旋压与普通旋压相结合，对铝合金进行可塑性和流动性的塑性重塑。由于铝合金与其他的钢材相比，铝合金的塑性较差的特点，所以在对铝合金进行旋压是要特别注意对旋轮与模具之间的间隙要合理，如果旋轮与模具之间的间隙过小，那么会致使产品的壁厚变薄，而旋轮与模具之间的间隙过大时，又会导致产品壁出现断裂的情况，无论过小还是过大都会对成品的壁厚的均匀性也会产生不利影响。除此之外，还要注意对模具的表面的粗糙程度进行控制。旋压成形加工工艺需要对铝合金的特性进行分析，在使用旋压技术过程，需要对每个环节都要谨慎行之，才能获得符合标准的成品。

(三)采用有限元模拟的优势

科学技术的研发和使用都在便利着人们的生活、生产方式。有限元模拟在生产中的应用可以通过对比有限元模拟数值与实际作业差别，不断对有限元模拟的设计功能进行全方位的完善，通过不断的完善，可以减少设计成本，能够缩短设计时长。通过模拟各种试验方案，在产品正式大规模生产之前预先发现潜在的问题，并不断完善设计方案，进而达到预期的效果。在生产成品的作业中，采用优化设计不仅可以降低对材料的浪费，还可以减少对试验时间以及经费的浪费，节约生产成本，增强企业的社会竞争力。

二、铝合金旋压塑性成形的有限元模拟应用

(一)有限元模拟的应用

有限元模拟仿真技术在信息时代的实用性极为广泛，有限元模拟可以使用有限的、相互关联的单元对无限复杂的物体进行模拟，通多建模分析并计算出相应的结果，使得复杂工程问题简单化。而且由于在有限元模拟的过程中采用了计算机编制的软件，这样还可以使得工程问题得到规范化的解决，有利于生产者在生产的过程中实现资源的共享化，也可以促使生产者在相互合作的过程中实现对产品的升级换代。有限元模拟的应用由于采用了科技手段得以更好的实现推广和更新。

(二)铝合金旋压塑性成形的有限元模拟应用范围广

随着科技不断应用到生产领域，极大的推动了生产的高效率化。铝合金旋压塑性成形只是有限元仿真技术领域的重要组成部分，除此之外，有限元分析在冶金、航空领域、国防军工、能源等各个领域都发挥着中重要的作用。在一些传统实验方法难以实现对产品的把控，这时对有限元模拟仿真技术的应用会更加注重。有限元技术并不是完美无缺的，但是其优势也是显而易见的，在信息时代，可以促使企业在对有限元模拟运用技术方面实现资源共享，不断推进企业朝着知识化、技术化的方向发展，突破传统实验瓶颈，不断实现质的突破，生产出高质量的产品。

三、小结

本文结合个人多年的工作和实践经验，主要从铝合金旋压塑性成形的有限元模拟现状、旋压成形加工工艺以及采用有限元模拟仿真技术的优势等三个方面对铝合金旋压塑性成形的有限元模拟进行了分析，并对有限元模拟的应用展开了简要的论述。目前，有限元仿真技术在生产过程中虽然不能做到完美，但是能够极大的为企业的生产节约成本，提高企业效益。由于个人所学知识和阅历的局限性，未能够做到面面俱到，但是希望通过本文能够引起广大学者及企业对有限元仿真技术的进一步关注，不断促进有限元技术的进一步完善，促进社会资源的合理分配。

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