薄壁大擠壓比鋁型材擠壓數(shù)值模擬及虛擬試模研究.pdf

1、本文作者結合云南省科技廳項目(編號2003UAB05A050)，選取云南鋁業(yè)股份有限公司當前鋁型材生產中，試模次數(shù)較多、擠壓成形較困難的薄壁復雜實心型材X5214和空心型材1633B為擠壓模具設計研究對象，通過比較有限元法和有限體積法在數(shù)值模擬中的優(yōu)劣，采用有限單元法與有限體積法相結合，并在有限體積法中再分步的數(shù)值模擬方法，實現(xiàn)薄壁大擠壓比(平模擠壓比λ>60，分流組合模擠壓比λ>40，壁厚t<2mm)鋁型材擠壓過程的數(shù)值模擬。利用本數(shù)

2、值模擬方法研究了X5214平模擠壓時導流腔形狀對金屬流動的影響、擠壓速度與擠壓溫度的相互影響關系，并對設計的模具進行了虛擬試模和模具參數(shù)修改。同時，進行了擠壓速度、擠壓溫度和型材表面質量等之間影響的試驗研究。數(shù)值模擬結果與試驗研究結果的比較表明本數(shù)值模擬方法是可行的。最后在生產現(xiàn)場對經虛擬試模后的8套擠壓模具進行了生產試模。 通過鋁型材擠壓過程數(shù)值模擬和試驗研究，取得了以下成果： (1)通過采用有限元法與有限體積法結合及

3、解決相關技術關鍵，在MSC．Superforge平臺上建立了一套大擠壓比鋁型材擠壓數(shù)值模擬方法； (2)采用上述數(shù)值模擬方法，首次在微機上實現(xiàn)薄壁大擠壓比鋁型材擠壓過程數(shù)值模擬，擠壓比達到98.3，壁厚為1mm；獲得了薄壁大擠壓比鋁型材導流腔平模和分流組合模擠壓過程的金屬流動、應力應變和溫度變化規(guī)律，進一步探明了擠壓速度與擠壓溫度的影響關系； (3)通過Gleeble-1500熱力模擬試驗機上熱壓縮實驗，獲得6063鋁合