鋁及鋁合金具有重量輕、易成形、耐腐蝕、強(qiáng)度高、可表面處理等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、橋梁建筑、機(jī)械制造及航天航海等各個(gè)領(lǐng)域。用擠壓加工技術(shù)生產(chǎn)鋁型材，不僅節(jié)約金屬，而且生產(chǎn)效率高。然而，在擠壓生產(chǎn)中，擠壓模具質(zhì)量的好壞往往是決定某一新型產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成敗和某一擠壓工藝是否可行的關(guān)鍵因素。因此，為了保證擠壓制品的質(zhì)量，提高模具的壽命，就要合理的設(shè)計(jì)擠壓模具結(jié)構(gòu)。

       在鋁型材擠壓生中，平模和平面分流組合模是生產(chǎn)中十分重要的模具。本文以兩種典型的工業(yè)鋁型材為研究對(duì)象，采用 DEFORM-3D和HyperXtrude兩種有限元軟件模擬分析鋁型材擠壓成型過(guò)程中金屬材料的流動(dòng)行為，并由數(shù)值模擬分析結(jié)果，提出了這兩種鋁型材的擠壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，采用 Hyper study 有限元平臺(tái)對(duì)擠壓模的工作帶長(zhǎng)度也進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)其做了以下幾個(gè)方面的研究：

       1. 根據(jù)鋁型材擠壓成型的特點(diǎn)，分別介紹了 DEFORM－3D 有限元軟件和 HyperXtrude 有限元軟件的基本理論，然后研究了運(yùn)用這兩種有限元建立有限元模型過(guò)程，為后面的鋁型材擠壓成型和模具設(shè)計(jì)研究做準(zhǔn)備。

       2. 以彈塑性力學(xué)理論和傳熱學(xué)為基礎(chǔ)，建立了熱力耦合數(shù)學(xué)模型，然后，以某一多邊形實(shí)心鋁型材為研究對(duì)象，采用正交模擬實(shí)驗(yàn)的方法，運(yùn)用HyperXtrude有限元研究了擠壓參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)型材流動(dòng)速度場(chǎng)、擠壓力等影響。

        3. 以多邊形空心薄壁鋁型材為研究對(duì)象，采用Deform-3D和HyperXtrude兩種有限元對(duì)其擠壓成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析。然后從型材出口流速均勻性出發(fā)，通過(guò)增設(shè)導(dǎo)流槽、合理布置分流孔和調(diào)整工作帶長(zhǎng)度等措施，獲得了較為理想的模具結(jié)構(gòu)，同時(shí)提高了模具的壽命。

       4. 選取擠壓模具工作帶長(zhǎng)度為研究對(duì)象，采用Hyper Study有限元平臺(tái)對(duì)擠壓模具工作帶長(zhǎng)度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化后，不僅型材的出口速度更加均勻，而且型材變形也小，這對(duì)平面分流組合模的工作帶長(zhǎng)度確定及提高型材的質(zhì)量有著重要的作用。

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