铝型材挤压摸具工作状况的数值分析和模拟

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1、四川工业学院硕士学位论文铝型材挤压摸具工作状况的数值分析和模拟姓名：郑军申请学位级别：硕士专业：材料加工指导教师：傅建20030501摘要提高铝型材挤压模具设计与制造水平是改善产品质量和增强市场竞争力之关键所在，而数值模拟技术在铝型材挤压模具设计优化中起着十分重要的作用。本文利用有限元基础理论和金属挤压理论，结合铝型材挤压模工作带特点，针对轴对称和非轴对称两种模具工作带结构，分别建立铝型材挤压工作状况下模具工作带应力场和温度场的数学模型。然后，在分析总结多种cAD模型特征识别和有限元网格划分方法的基础上，以MDT作为二次开发平台，利用sTL数据交换

2、文件，开发了一个基于几何特征模型的有限元网格划分程序。该程序可以自动识别铝型材挤压模具工作带的几何特征，并根据用户要求生成疏密程度不同的四面体网格。关键字：铝型材，挤压模具，工作带，有限元，特征识别，网格划分NumericalSimulationofAluminumProfileExtrusionDieofWorkjngStatus—AbstractThekeypointtoincreasetheproductquafityanditsmarketingcompet．tivenessistoimprovethelevelofdesignandman

3、ufacIureofaluminumexIrusiondie．NumericaIsimuIationpIaysanimport卸tmIeinoptimizingdesignofaluminumextlllsiondie．AimingattwoconstnIctionsofaxial卸dnon—axiaIsym耐etryext九lsiondiebearIng，thematllematicmodelofslressfieldandoftempenlturefieldoftheextrusjondjebe盯ingares印缸ateIyestablishe

4、daccofdingtothetheoriesofn11．teelement锄dmetalextnlsion．nmispaper．Anntteelement-meshingprogrambasedongeomelricfeaturemodeIisdevefopedonlhebasisofMDTandSTLdataswapnle，throu曲analyzingandsumm耐zingmanywaysofCADmodelfeaturerecognitionandfiniteelementmeshing．Theprogramcanrecognizeaut

5、omaticallythegeometr．cfcatl】resofa】uminumprofileextmsiondiebearing，andcangeneratetheten。ahedronmeshesofd“}矗乱．entdensityaccordjngtothecustomersfequircment．Keywords：^luminIlmPronIe，ExtnlsionDie，DieBearing，FinileElement，FeatureRecognition，MeshGenemtion四川工业学院硕士论文第一章概述1．1论文研究的目的与意义

6、铝型材挤压，就是将铝合金高温铸坯通入专用模具(机头)内，在挤压机提供的强大压力作用下，按给定的速度，将铝合金从模腔中挤出，从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的铝合金挤压型材。铝型材挤压成型过程非常复杂，除了圆形截面铝型材的挤压属于二维轴对称问题外，一般而言，其它形状的铝型材挤压属于三维流动大变形问题。因此，挤压模具的设计制作质量和其使用寿命就成了挤压过程是否经济可行的关键之一。合理的设计与制造能大大延长模具寿命，对于提高生产效率、降低成本和能耗具有重要意义。目前，我国型材挤压模具设计基本上还停留在传统的依靠工程类比和设计经验的积累上，所设计

7、制作的模具需经反复试模和调整才能保证其成功的投入使用，从而造成企业不州停工待模，影响正常生产；同时也导致挤压产品质量不高，模具使用寿命较短等诸多缺陷。因此，随着铝型材产品不断向大型化、扁宽化、薄壁化、高精化、复杂化和多用途、多功能、多品种、长寿命方向发展，改进传统的模具i殳汁方法已成为当前铝型材工业发展的迫切需求。川12lf3J虽然挤压模具cAD，cAM技术在最近20一30年中得到迅速发展【4l，并给制造业带来了许多的生机和活力，但普通层次的计算机应用(即缺乏计算机辅助1：程分析cAE的应用)不能预测和解决模具设计期间潜在的隐患，同H寸，也不能深层

8、次地分析与了解模具工作状况(包括应力场、温度场、挤压材料和挤压工艺波动，以及润滑剂等复杂因素对模具的影响)，以及评价模具最