磁轭温挤压模具失效有限元分析及结构优化

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1、磁轭温挤压模具失效有限元分析及结构优化摘要温挤压模具在工作时承受长时间的高温、高压及局部应力集中等的作用，其内部应力分布不均，导致模具的使用寿命较低。随着弹塑性、传热学、优化设计等理论和数值分析技术的发展，存在于传统的挤压模具结构设计和强度校核以及应力分布状态等方面的不足，通过运用数值计算方法对模具有限元模型的分析计算，能够精确地了解模具内部应力、应变的分布状况，为模具强度计算和分析提供真实可靠的依据，从而改善模具内部应力应变分布状态，达到提高模具的承载能力和使用寿命的目的。本文以磁轭温挤压模具为研究对象，建立了温挤压模具的有限元模型，进行了温挤压模具温度场分析、模具热应

2、力分析、模具热力耦合应变分析和模具热力耦合应力分析，实现了模具结构的优化设计，得到以下研究结果：1、基于传热学、弹塑性等理论，建立了热挤压模具的温度场数学模型和热应力场数学模型，根据实际物理工况确定了模具工作时的边界条件，利用有限元法计算了模具的温度场和热应力场，探讨模具失效的主要原因。2、对磁轭温挤压模具进行了深入的强度分析，获得了挤压过程模具内部各点处的等效应变、等效应力等力能参数及其分布规律。3、对温挤压模具的主要结构参数进行分析计算，发现整体凹模足强度不足，采用组合凹模形式提高模具强度，并运用ANSYS的参数化语言对组合凹模在热力耦合作用下进行优化设计，得出最佳组

3、合凹模内外层直径及过盈量。4、取得了优化的模具结构。本文将实现模具在实际物理工况下的精确强度分析和模具的优化设计，有助于温挤压模具设计摆脱传统的“试错”模式，为提高模具设计质量和缩短设计周期奠定基础。关键词：温挤压模具有限元。ANSYS失效组合凹模优化设计FAII。UI己EANAIⅣSIS0FⅥ，ARMEXTRUSl0NDIEFORⅣ队GNETISMYOKEW1THFD叮TEELEN匝NTⅣ匝THODANDSTRUCTUREOPTI^嗄AIDESIGNABSTRACTWarmextrusiondieisenduredhi曲temperature，highpressurea

4、ndlocalstressconcentrationduringitisworking，whichmakesthestressdistributioninsidethedienotuniform，andmakestheservicelifeofthewarmextrusiondieveryshort．Withthedevelopmentoftheoriesinthefieldsofheatconduction，elasticityandplasticitymechanics，optimaldesignandnumericalcalculationanalysistechn

5、ology,thetraditionalst】mctlJI．edesignandintensitycheckmethodhasleftmanyproblemstoberesearchedulteriorlyonthestressdistributioninsidethedie，theaccuratecalculationandanalysiscanbemadeforthefiniteelementmodelofwarmextrusiondiewiththehelpofnumericalcalculationmethods，resultingintheactualdistr

6、ibutionofstressandstraininsidethedie．Thatsuppliestrueandreliabledatesusedfortheintensitycalculation，therebythedistributionofstressandstrainCanbeobviouslyimproved，resultinginimprovementofthecarryingcapacityandservicelifeofthedietoalargeextent．Inthispaper,themagnetismyokewarmextrusiondieisu

7、sedasresearchobject，thefiniteelementofwarmextrusiondieisestablished，thethermalfield，thermalstressfield，coupledthermal-mechanicalstrainandcoupledthermal·mechanicalstressofwarmextrusiondieareanalyzed，structureoptimaldesignhasachieved，resultinginsomeresearchresultsasfo