【摘要】：近年來,鋁型材因其具有比重小、比強度高、以及外形美觀等優(yōu)點在建筑、交通運輸和機械設(shè)備制造等行業(yè)應(yīng)用越來越廣泛。而隨著型材品種的增多以及型材截面形狀復(fù)雜度的增加,擠壓模具的設(shè)計難度逐漸提高,傳統(tǒng)的鋁型材擠壓模具的設(shè)計主要依靠設(shè)計者的經(jīng)驗,模具生產(chǎn)效率較低,已經(jīng)無法滿足實際生產(chǎn)需求,而數(shù)值分析方法的快速發(fā)展,為擠壓模具的設(shè)計提供了新的思路。目前在擠壓過程數(shù)值模擬中常用的數(shù)值分析方法有有限元法和有限體積法。采用有限體積法模擬擠壓過程時,可避免采用有限元法時出現(xiàn)的不能正確模擬材料的焊合行為(如DEFORM軟件)和不能模擬材料的非穩(wěn)態(tài)流動過程(如HyperXtrude軟件)的問題。為此,本文旨在在開源計算流體力學(xué)(CFD)軟件OpenFOAM平臺下開展基于有限體積法的鋁型材穩(wěn)態(tài)熱擠壓及非穩(wěn)態(tài)熱擠壓過程數(shù)值模擬研究,主要工作及結(jié)論有:(1)基于OpenFOAM平臺編寫了鋁型材熱擠壓過程數(shù)值模擬所需要的速度邊界條件、溫度邊界條件及本構(gòu)模型程序。(2)基于穩(wěn)態(tài)求解器simpleFoam源代碼開發(fā)了可以用于模擬鋁型材穩(wěn)態(tài)熱擠壓過程的求解器,并分別模擬了H形型材、不規(guī)則截面型材和空心型材的穩(wěn)態(tài)熱擠壓過程,通過與商業(yè)有限元軟件HyperXtrude的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行比較,證明了本文構(gòu)建的鋁型材穩(wěn)態(tài)熱擠壓過程數(shù)值模擬系統(tǒng)的可行性。(3)編寫了移動網(wǎng)格操作模型代碼,完善了 interDyMFoam求解器中界面追蹤算法的代碼,最后開發(fā)了可以用于模擬鋁型材非穩(wěn)態(tài)熱擠壓過程的求解器,并分別模擬了T形型材、不規(guī)則截面型材和空心型材的非穩(wěn)態(tài)熱擠壓過程,通過與商業(yè)有限元軟件DEFORM的數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行比較,證明了本文構(gòu)建的鋁型材非穩(wěn)態(tài)熱擠壓過程數(shù)值模擬系統(tǒng)的可行性。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG379

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本文編號：2583258