铝棒材等温挤压技术的研究

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1、北方工业大学学位论文铝棒材等温挤压技术的研究摘要／／传统的对铝型材挤压工艺的研究，-t要通过实验的方法获得挤压过程中的工艺参数。L随着计算机技术的发展，CAD／CAM／CAE技术在铝加工中有了越来越广泛的应用，人们也开始使用数值模拟技术来研究铝型材的挤压工艺。在常规的铝及铝合金热挤压过程中，金属的温度和变形是很不均匀的，这将导致产品的尺寸、形状、组织和性能等质量方面的缺陷。随着挤压技术的发展和对挤压工艺的深入研究，人们逐渐认识到等温挤压对限制及消除这些质量缺陷是一种较理想的挤压方法。实现等温挤压有多种方法，文中

2、通过对等速、变速挤压方式实现等温挤压做了相关研究。但＼¨，一由于铝型材挤压工艺的复杂性，等温挤压技术的研究还主要集中在简单铝型材的基础上。土／／本文以铝棒材为研究对象，建立了考虑热传导、对流换热、摩擦生热和塑性功等多种边界条件的热．力耦合温度场的有限元模型。使用MSC．Marc有限元分析软件，选用刚塑性有限元法和平面轴对称单元，通过对铝棒材等速挤压和变速挤压的数值模拟，给出了不同速度下出口温度与挤压行程的关系。通过对等速挤压的数值模拟，可以得到挤压过程中的温升，对于给定坯料温度和出口温度的挤压过程，提供了挤压速

3、度的选择依据。而对变速挤压的模拟则说明，通过建立合理的挤压速度规范，则同样可实现等温挤压。模拟计算的结果可用于优化棒材挤压工艺参数，从而可以提高生产效率，并可获取组织、机械性能较为一致、表面质量良好的挤压型材，对实际生产起到的一定的指导作用。关键词：铝棒坳等温挤9数值模妙刚塑性有限元法，珲延北方工业大学学位论文AStudyonIsothermalExtrusionofAluminiumRodAbstractInconventionalstudiesontheAluminiumextrusionprocess，e

4、xtrusiontechnicsiSoftendeterminedbyexperiment．Atpresent，withthedevelopmentofcomputertechnology，CAD／CAM／CAEalewidelyintroducedintothemanufacturingindustryandresearcherstendtousenumericalsimulationmethodtostudytheextrusiontechnics．Duringconventionalhotextrusio

5、nprocesses，temperatureanddistortionofthebilletschangeunevenly，SOthedimension，shape，organizationandcapabilityoftheprofilewillbedeterioration．Withthedevelopmentandstudyoftheextrusiontechnology，peoplegraduallyrealizethatisothermalextrusiontcchnologywilleliminat

6、ethesequalitylimitations．Therearemanywaystorealizeisothermalextrusion．Inthispaper，isothermalextrusionwhichusedvariablespeedsisstudied．Buttheresearchesmainlyfocusonthoserelativelysimple—shapedworkpiecesduetothecomplexityofaluminiumextrusionprocess．Inthispaper

7、，theauthorfoundedamodelwhichconsiderofheatconduction，convection，andheatgenerationduetoplasticworkandfriction．Usingtherigid-plasticfinite—elementmethodandplaneaxisymmetricelement，themodeliscapableofsimulatingthehotextrusionwithconstantandvariablespeeds．Thetem

8、peraturedistributionandthespeedeffectsinhotextrusionarepredictedindetailbytheproposednumericalmodel．Theresultsshowthatreasonablespeedcriterionwillrealizeapproximatelyisothermalextrusion．Theresea