薄壁鋁型材擠壓過程仿真及模具優(yōu)化設計.pdf

1、鋁合金型材以其重量輕、強度高、加工性能好、耐腐蝕等良好的特性，在航空航天、鐵道車輛、汽車和民用建筑裝飾材料中得到了非常廣泛的應用。鋁合金型材由于壁薄且截面形狀復雜，受溫度場，應力應變場等因素影響，在擠壓成型過程中材料的流動極其不均勻，從而易導致擠壓產品出現翹曲、彎扭、褶皺等質量問題，這就對擠壓模具的設計提出越來越高的要求。作者針對鋁合金擠壓這一大變形非線性成形過程，綜合利用塑性力學、材料力學和計算機仿真技術，對擠壓過程中金屬流速的控制提

2、供解決方案，對模具設計進行指導。 傳統(tǒng)的有限元方法在分析復雜斷面鋁合金型材擠壓這類大變形問題中，不可避免的需要頻繁地進行網格重劃分，嚴重影響了仿真精度和計算效率。本文利用MSC公司的Superforge軟件，基于有限體積分步法，對鋁型材擠壓過程進行數值模擬。該法避開了傳統(tǒng)有限元分析中網格重劃分問題，同時由于進行分步計算，也解決了仿真過程中有限體積法對內存要求過高的問題。 本文作者分析了模具結構、尺寸參數等因素對于金屬流動

3、均勻性的影響，對模具設計以及仿真工藝參數的設定進行了指導。在SlJperforge中建立了仿真需要的CAE模型、摩擦模型、溫度場模型以及材料本構關系。對仿真過程進行了若干優(yōu)化處理，進一步提高了仿真效率。結合模型和工藝參數計算出仿真結果，通過對結果進行后處理，分析了擠壓過程中應力應變場、溫度場、金屬流度分布變化情況。并以此為基礎，分別對導流模、工作帶參數的設計進行優(yōu)化指導，對擠壓溫度和擠壓速度的相互影響進行了規(guī)律探討。 對XY20