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(jié)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(dāng)前鋁型材生產(chǎn)中，試模次數(shù)較多、擠壓成形較困難的薄壁復(fù)雜實心型材X5214和空心型材1633B為擠壓模具設(shè)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(jié)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(dǎo)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(guān)系，并對設(shè)計的模具進(jìn)行了虛擬試模和模具參數(shù)修改。同時，進(jìn)行了擠壓速度、擠壓溫度和型材表面質(zhì)量等之間影響的試驗研究。數(shù)值模擬結(jié)果與試驗研究結(jié)果的比較表明本數(shù)值模擬方法是可行的。最后在生產(chǎn)現(xiàn)場對經(jīng)虛擬試模后的8套擠壓模具進(jìn)行了生產(chǎn)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(jié)合及

3、解決相關(guān)技術(shù)關(guān)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(jī)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(dá)到98.3，壁厚為1mm；獲得了薄壁大擠壓比鋁型材導(dǎo)流腔平模和分流組合模擠壓過程的金屬流動、應(yīng)力應(yīng)變和溫度變化規(guī)律，進(jìn)一步探明了擠壓速度與擠壓溫度的影響關(guān)系； (3)通過Gleeble-1500熱力模擬試驗機(jī)上熱壓縮實驗，獲得6063鋁合