铝型材挤压过程数值模拟及模具优化设计

《铝型材挤压过程数值模拟及模具优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、沈阳丁业大学硕士学位论文摘要目前，铝合金型材在日常生活及生产领域应用越来越广泛，用挤压的方法生产大型工业用铝型材，既节约金属又具有很高的生产效率。在铝型材挤压工艺生产中，经常凭借经验和反复试模、修模来调整模具结构，造成人力与物力的耗费；由于挤压模具内部是封闭的，因此材料的流动、应力与应变场的分布以及模具载荷情况都很难监测与控制。为了解决这些问题，本文以平面分流组合模挤压A16061圆管型材为研究对象，通过刚塑性模拟软件DEFORM．3D对6061铝合金挤压过程进行了模拟，从而成功地实现了模具结构的优化。本文首先论述了平面分流组合模的模具设计原则，以及刚塑性

2、有限元理论；然后应用大型体积塑性成形模拟软件DEFORM一3D对A16061圆管型材挤压工艺过程进行了模拟，找到实际模具失效的原因是由于应力集中造成的。基于此原因，提出了优化方案，改变分流比、焊合角以及焊合室的高度。为了达到合理的优化方案，系统地研究焊合角和焊合室高度对分流模的影响，分别研究焊合角为25。、30。和45。以及焊合室高度为45Im、60mm和70衄时对模具受力的影响，从中找出规律。利用研究得出的规律，对模具进行结构优化。其中包括改变模孔数量，增大分流比，改变焊合角和焊合室高度。另外，在实际工作中模具由于受力还会发生变形，产生挠度，所以针对此套

3、模具的受力情况还计算出了其最大挠度值，这对于实际加工模具提供了理论依据。通过以上改进，使模具寿命有了明显的提高。在实际挤压中发现，分流孔面积相同时离中心越近的基础速度越大，所以为了确保各部分流速相近，本研究创新性地利用数值分析，对在挤压筒半径为125mm时的挤压出口速度和分流孔面积以及其在模具中的位置建立了数学关系式。通过此关系式，可以在已知其中一项的条件下，计算出其它两项，从而达到控制挤压出口高度和出口流速的目的，为模具设计提供了理论依据。关键词：分流组合模，挤压，A16061合金，数值模拟，优化设计铝型材挤压过程数值模拟及模具优化设计Numerical

4、SimulationforA1uminumTubeExtmsionProcessandOptimumDesignofDieAbstractFortbeprcs％t'tlle砸eofAl啪inuma110yprofilebecomesmoreaIldmorepopular．ExnudingmetllodiscommoIllyusedintheprodllction，bec孤lseitcannotonlysaverawmaterial，butalsoh鹊11ighproductivity．SoitistakeniIltoaccounti11crcasjngly

5、．Ho、^，ever，diedesi印oft饥d印饥dsontheexperi锄ceaIld仃ial—and-㈣r0vera11dovcrinproduction．hladdition，mepatternofmetalnow，s订essdis啊butioll，s删ndistributionaIlds仃essofdiea舱llIlclearbecausemeex协lsionpmcessisaccomplishedinaclosedch锄bcr．hlordertosolvethesepmbleIns，A16061alloypmfileofcirculartub

6、eisaIlalyzed．Thec】(缸usionissimulatedbymeallsofri百d—plasticFEMsofhvarcDef0衄-3D．Anditisimplementedthe叩tim吼design．Firstly，“isin仃odIlceddesignprincipleoftlleportholedieandthetheoryofri百d—plastic．Secondly，mepar锄etersandprocessofcxnusioncmRofA16061alloyarecalculatedbyDEFOIm．Subsequemly，

7、itisfollndmatt11ereasonofdied锄ageiss仃essconcen仃ation．Baseontllisreason，themethodofoptimumdesignisestablished．Forobtainingtherationalmetllod，thee仃ectonwelding—onangleaIldwelding—onheightisstudied，included25。，30。，450a11d45mm，60mm，70mm，卸dmemleisfbund．Thcstudyusedtlleiawtodiefors仇lctl

8、lraloptimization．These疵1udechaIlg