基于实验和有限元方法应用的前挤出过程中的能源管理研究
Tomasz Miłek1, Olga Orynycz2, Jonas Matijošius3
1Faculty of Mechatronics and Mechanical Engineering, Kielce University of Technology, Al. Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland.
Materials (Basel, Switzerland)
|June 13, 2025
概括
通过可持续的方法优化前向挤压,这项研究发现形和弧形模具与平面模具相比,能耗减少15%. 这提高了金属成型工艺的效率和可持续性.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 可持续的制造业 可持续的制造业
背景情况:
- 前向挤出是一种关键的金属成型工艺.
- 能源效率和可持续性是工业制造业的关键问题.
研究的目的:
- 优化前向挤压工艺,以提高能源效率和可持续性.
- 调查模具几何和延长系数对能源消耗的影响.
- 开发过程能量和挤出力预测模型.
主要方法:
- 用有限元法 (FEM) 模拟来分析材料流和变形.
- 使用平面,形和弧形模具对型材进行实验挤出.
- 人工神经网络和回归分析用于能源预测和力模拟.
主要成果:
- 形和弧形模具比平面模具节省了高达15%的能源.
- FEM模拟提供了对变形模式,应力分布和能量损失的见解.
- 经过验证的数学模型根据延长参数准确地预测了峰值挤出力.
结论:
- 模具的几何形状在前向挤出中显著影响能源消耗和工艺效率.
- 可持续的方法,比如使用优化的模具形状,为减少能源使用提供了实际的解决方案.
- 这些发现提高了工业效率,并与环境可持续性目标保持一致.
