基于ALE算法的空心薄壁铝型材模具结构优化.pdf

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1、·机械制造与研究·李群松，等·基于AI算法的空心薄壁铝型材模具结构优化基于ALE算法的空心薄壁铝型材模具结构优化李群松，谭海林(湖南化工职业技术学院。湖南株洲412004)摘要：针对空心薄壁铝合金型材挤压成型后薄壁内凹缺陷进行了数值模拟分析，得到了其在稳态时不同方向上的金属流速分布及在焊合室内的金属压力分布状况。模拟结果表明：由于截面上不同部分之间产生了较大的流速差，且金属在不同方向上的流速不相同，从而导致了缺陷的存在。根据分析采用了增加阻流块的设计方案，以此达到阻碍金属流动，减小流速差的目的。经过仿真计算发现修改后的模具结构最

2、终能获得合格的产品。关键词：铝型材；模具；挤压；数值模拟；优化设计中图分类号：TH16；TG376文献标志码：A文章编号：1671—5276(2011)03-0036-03HollowThin-walledAluminumProfileDieStructureOptimizationBasedonAI,EAlgorithmLIQun—song，TANHal—lin(HunanChemicalIndust~VocationTechnologyCollege，Zhuzhou412004，China)Abstract：Aimingat

3、formingthin-waledconcavedefect，atthehollowthin—waledaluminumprofileextrusion，thispaperadop~thenumericalsimulationanalysisand9etsthemetalflowvelocitydistributioninthesteady。statediferentdirectionsandmetalstressdis-trtbutioninweldingcar．Thesimulationresu~sshowthatthede

4、fectsjsoccurred，becausetherearespeeddiferencebetweenthedjfferentDar￡sinthesamesectionandthemetalflow'svelocityisnotsameindjfierentdirections．Accordingtotheanalyses。thede-signschemeofthechokedflowblockisadopted．whichcanhinderthemetalflowandreducethespeeddiference．Thro

5、ughthesimu·lationcalculation，themouldstructureaftermodificationisfoundthatitcanbeusedtomanufacturequalifiedproducts．Keywords：aluminumprofile；die；extrusion；numericalsimulation；optimizationdesign6063铝合金挤压过程的稳态阶段进行了数值模拟，成功0前言地实现了模具设计参数的优化。铝合金型材在日常生活及生产领域应用相当广泛，采1问题的提出用挤

6、压成型方法生产铝型材，成本低且生产效率高，因此挤压成型技术在生产和研究领域越来越受到关注。在铝某厂铝合金(6063)型材的几何尺寸如图1所示，属型材挤压工艺生产过程中，经常凭借经验和反复试模来进于空心型材，其壁厚在1—3mill之间，型材长宽为134mm行模具设计与模具改进，费用较大；另外，铝型材挤压时，×54Elm，未注壁厚为3mm，属于壁厚较薄的型材。在实由于挤压模具内部是封闭的型腔，因此材料的流动、应力际生产过程中，型材存在薄壁内陷现象(如图2)，影响其与应变场的分布以及模具载荷情况都很难监测与掌握。正常使用。从图2可看出

7、：型材中与小模芯A相连的薄边而成形过程数值模拟技术，可以在制模以前就对成形过程B向内凹陷较严重，型材的外形尺寸不能得到保证。进行计算机模拟，从而可以获得挤压件形状、及时发现设1．5l计中存在的不足，并通过修改设计方案，以达到满意的效⋯—8．O89．341．53一果，为设计模具提供科学的依据，甚至能够达到零试模的一一一II一一8．08目的，这是现代化生产发展的必然趋势。+f1—0一／’Ji对于空心薄壁铝材的挤出成型仿真一般是利用Arbi——Jr-r—一traryLagran~e—Euler(ALE)方法，这种系统将材料速度和f3．

8、03网格速度分开定义，空间网格可以设置成运动的，也可以erl设置成固定的，通过选择网格的运动形式就可以任意(ar—寸导—Ⅵ0ln3838jbitrary)指定是使用Lagrange描述还是Euler描述来求解1、『—土jr挤压成形问题。而HyperXtrude系