铝型材论文：铝型材 挤压 数值模拟 工艺 优化.docVIP

【关键词】铝型材 挤压 数值模拟 工艺 优化 【英文关键词】Aluminum profile extrusion numerical simulation technology optimization 铝型材论文：铝型材挤压的数值模拟及工艺研究 【中文摘要】铝合金型材在日常生活及生产领域应用越来越广泛,用挤压的方法生产铝型材,既节约金属又具有很高的效率。在我国铝型材挤压行业中,挤压模具的设计普遍处于经验和类比设计阶段,一次上机成功率低而造成整体成本的上升,严重制约了我国铝挤压行业的发展。随着CAD/CAM/CAE技术在实际生产中的应用范围越来越广泛,在保证计算精度和准确性的前提下,如何将数值模拟技术融入传统的铝型材挤压工艺中,对整个挤压行业的效益和发展具有重大意义。本文首先介绍平面分流组合模的模具设计原则,论述任意拉格朗日欧拉法的基本原理与方程,分析铝合金挤压成形的数值建模过程方法,对生产中的例子进行数值模拟,验证软件模拟的准确性。其次,建立挤压成形的模拟试验,探讨挤压速度、坯料预热温度、摩擦变化三种工艺参数的对挤压过程的影响。随着挤压速度的增加,坯料的温度和模具的温度逐渐上升,温度最高的地方在出口工作带上,模具的导流孔的圆角部分存在流动死区,工作带的应力急剧升高。采用不同的坯料预热温度进行模拟,变形金属温度沿挤压方向逐渐升高,随着坯料预热温度的升高,挤压压力逐渐下降。随着摩擦系数的增加,整体温度上升,模具的载荷随着加大。探讨平模模角变化对模具应力、金属流动均匀性和金属压力的影响。分流模的分流比大小对挤压过程金属流动、模具温度、模具应力分布的影响。基于挤压工艺参数和模具结构对挤压过程影响的探讨,本文最后选取某款散热器铝型材进行试验。首先设计挤压模具,试模后的型材进行装配,水平度达不到要求；对初次设计方案进行数值模拟,建立有限元分析模型,对挤压过程进行模拟仿真,分析型材出口位移、金属流动速度、温度、流动应力、瞬态时的压力变化和模具温度、模具应力的分布,指出模具挤压过程中可能出现的问题。提出在上模加大促流角、下模加阻流台、修改工作带的方案,先进行虚拟模拟,有效地解决了初始模具设计中速度分布不均的问题,再进行模具修改,最后生产出来的型材合格并可以装配使用。模拟结果与生产中较好的吻合,通过数值模拟方法,可以指导设计修改模具。证明了数值模拟的正确性和可行性。 【英文摘要】Aluminum alloy products, a saving metal with high efficiency to produce aluminum product by extrusion method, are more and more widely used in our daily life and production areas. In aluminum extrusion industry of China, the extrusion dies designed are generally at the stage of experience. Low success rate resulting in rising overall cost, which have seriously hampered the development of Chinese aluminum extrusion industry. With CAD/CAM/CAE technology in the practical application scope is more and more extensive, how to integrate the numerical simulation technology into the aluminum extrusion process is of a great significance to the effectiveness and development of the entire extrusion industry on the basis of calculation precision and accuracy.This paper first introduces the plane porthole die mold design principles, discusses the arbitrary lagrangian-eulerian methods抌asic principles and equations as well as analyzes the numerical modeling of aluminum extrusion