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弹托温挤流变成形的数值模拟 胡云贵　罗迎社　李苏洋　李颂文　杨青春 　　摘要　对铝合金零件弹托在温挤条件下的流变成形过程进行了数值模拟，其中包括对金属在模 具型腔中的流动情况、速度场、应力场、应变场、温度场、节点力等的数值模拟。 　　关键词　流变成形　数值模拟　铝合金零件 Numerical simulation of rheological warm extrusion molding of misslie shell Hu Yungui　Luo Yingshe　Li Suyang Xiangtan University Li Songwen Xiangtan Polytechnic University Yang Qingchun Beijing Research Institute of Mechanical Electrical Technology 　　Abstract　The numerical simulation of the rheological warm extrusion molding of the missile shell,a kind of aluminum alloy part,has been carried out,including the simulation of metal flow in the mold cave, velocity field,stress field,strain field,temperature field,and nodal force etc. 　　Keywords　Rheological molding　Numerical simulation　Aluminum alloy part 一、引言 　　在传统的产品及模具生产中，工艺分析及工步安排一般是由设计人员凭经验，通过反复设计、 ［1～3］ 试制、修改、而后投入生产的繁琐过程 。这种具有一定主观随意性的设计方法使生产不可避 ［4］ 免地耗费人力、物力，使生产周期长、经济效率低 。随着计算机的发展，数值模拟在工业生产 中显示了其重要作用。利用有限元这一种通用的数值计算方法，可以用计算机上的模拟计算取代传 统工艺开发中的大部分工艺实验，减少了复杂的人工计算，节省了时间和费用。在计算机模拟过程 中，向计算机输入不同组的模具参数、材料性能参数和工艺参数就可以得到不同组的计算机模拟结 果，从中选取最佳方案，以提供优化的工艺设计和模具设计，提高了材料的利用率、模具的使用寿 命和产品的质量。与传统工艺方法相比其优越性是不言而喻的。 二、力学模型、计算方法及参数输入 1.力学模型 　　本文采用流变学的模型理论建立金属成形的力学模型。弹托的材料为弹粘塑性材料，因而可以 ［5～8］ 。不难求得复杂应力状态下的本构关系为： 用宾汉姆(Bingham)模型来描述 (1) 锻压技术000103 (2) 式中　 ——应力张量分量和应变率张量分量 　　　ξ(H)——广义粘度，它是塑性粘度η、剪切屈服极限τ 和剪切应变率强度H的函数 p s 2.计算方法 　　在进行弹托温挤流变成形的数值模拟中，采用了有限元法作为计算方法。采用加权余量的迦辽 金法进行温度场的有限元计算得到下列方程。由该方程温度场的场变量