铝型材挤压的数值模拟及挤压模具的结构优化

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1、分类号：TG376学号：201500356003硕士学位论文铝型材挤压的数值模拟及挤压模具的结构优化NumericalSimulationofAluminumProfileExtrusionProcessandStructureOptimizationofExtrusionDie研究生姓名：岳博文指导教师：刘鹏副教授学科门类：工学专业名称：机械制造及其自动化论文提交日期：2018年6月5日烟台大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中

2、已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日学位论文使用授权说明本人完全了解烟台大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在非保密的论文范围内，学校可以公布论文的部分或全部内容。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作

3、者签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日烟台大学硕士学位论文摘要铝合金型材有强度好、重量轻、耐腐蚀等优势，在交通运输、建筑工程、公共设施等领域扮演着重要的角色。铝型材挤压过程在高温高压高摩擦环境中进行，且模具结构设计与工艺参数选择大都依赖于模具设计者的经验。在这种传统模式下，铝型材挤压模具制造需经制模、试模、修模、试模、再修模的漫长过程。随着计算机技术的发展，数值模拟技术已在国内外铝型材挤压领域广泛应用，成为研究模具设计结构、挤出成型规律的重要手段。本文主要研究内容如下：1.本文的基本方法是运用数值模拟软件研究平面分流组

4、合模挤出成型过程，并提出模具结构的优化方案。首先运用理论公式计算并设计得出矩形薄壁空心铝型材的分流组合模。再对模具挤出型材的过程进行数值模拟，通过模拟结果验证QForm软件的准确性和可靠性。2.制定数值模拟的具体方案，研究焊合室高度、分流孔深度对于平面分流组合模挤出成型的影响。根据模具有效应力值及应力云图、型芯变形位移量和挤压力等模拟结果，得出模具结构参数对于模具使用寿命和挤出型材的尺寸精度的影响，分析得出模具结构的最优值，为挤压模具设计提供参考。3.提出上模分流桥沉桥具体方案，研究沉桥深度和沉桥位置对平面分流组合模挤出成型的

5、影响。模拟结果显示桥面沉桥有效降低上模型芯位移变形量和模具最大有效应力值和挤压力。桥底沉桥能够分散分流桥桥底根部与型芯结合处的应力集中，大幅降低分流桥桥底根部与型芯结合区域的有效应力值，从根本上解决该区域开裂导致的模具早期失效问题，并延长模具使用寿命。同时在生产中允许大幅提高挤压速度，提高生产效率。根据数值模拟的结果制作原始模具和沉桥模具，并进行试模挤出了合格型材。关键词：铝型材挤压；模具；数值模拟；应力；结构优化I摘要AbstractAluminumalloyprofileshaveanadvantageonhighinte

6、nsity,lightweightandcorro-sionresistance,playinganimportantroleinthefieldsoftransportation,architectureandcommunalfacilities.Theprocessofprofileextrusionisintheenvironmentofhightem-perature,highpressureandhighfriction.Thediestructureandprocessparametersaremostlydepe

7、ndentontheexperienceofdiedesigners.Inthismode,theprocessofdiemakingmustspendmuchtimeonmanufacturing,testing,repairingandmore.Withthedevelopmentofcomputertechnology,numericalsimulationtechnologyhasbeenwidelyusedinthefieldofaluminumprofileextrusionnotonlyindomesticbut

8、alsoonabroad,becominganimportanttooltostudytherulesofdiestructureandtheprocessofaluminumprofile.Themainresearchcontentsinthisdissertationa