【摘要】：由于鋁型材具有良好的綜合性能,在航天科技以及建筑行業(yè)使用范圍逐步擴大。近年來,隨著經(jīng)濟和技術(shù)的高速發(fā)展,作為支柱材料之一的鋁型材需求日益增加,其用量正不斷提高并且處于持續(xù)增長階段,是多個國家及地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。節(jié)能型擠壓技術(shù)越來越受到各國有色金屬加工行業(yè)的重視,高效低能耗擠壓工藝研究是鋁型材生產(chǎn)節(jié)能減排的重要方向。通過對擠壓原理與生產(chǎn)技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn),就目前情況而言,由于模具內(nèi)部是封閉狀態(tài),通過實驗手段無法研究到金屬變形情況、溫度場變化情況和所受應(yīng)力應(yīng)變狀況;鋁型材擠壓成型中金屬的變形是非線性的,采用理論的方法去研究難度很高。而通過相關(guān)企業(yè)的項目調(diào)研,對鋁型材擠壓生產(chǎn)工藝以及能源消耗情況有了進一步的認識,同時根據(jù)調(diào)研結(jié)果發(fā)現(xiàn)在實際生產(chǎn)中擠壓工藝參數(shù)設(shè)置的可調(diào)節(jié)范圍較為廣泛,并且大多數(shù)情況下,工藝參數(shù)的選取是根據(jù)經(jīng)驗選擇。而工藝參數(shù)的變化能夠影響型材質(zhì)量,并對材料的應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)等造成影響,根據(jù)經(jīng)驗選擇可能造成能耗的不必要增加,不利于企業(yè)節(jié)能環(huán)保以及降低成本。本文針對鋁型材擠壓生產(chǎn)過程中的工藝參數(shù)如模具棒料溫度變化特性、擠壓速度等的設(shè)定以及對擠壓能耗的影響問題進行研究。主要的工作內(nèi)容如下:1)分析鋁型材擠壓技術(shù)原理,并研究了鋁型材擠壓生產(chǎn)的工藝特性,擠壓過程中能量轉(zhuǎn)換,深入分析了鋁型材擠壓過程中能耗分布。結(jié)合企業(yè)調(diào)研結(jié)果,并根據(jù)熱力學(xué)原理建立了擠壓過程中能耗模型。最后分析得出鋁型材擠壓過程能耗與擠壓速度、模具預(yù)熱溫度、棒料預(yù)熱溫度、型材尺寸以及擠壓比等工藝參數(shù)和材料特性相關(guān)。2)根據(jù)上述的擠壓過程能耗分析與企業(yè)調(diào)研結(jié)果,選取導(dǎo)軌類鋁型材建立鋁型材擠壓過程的三維幾何模型,基于數(shù)值仿真模擬方法建立鋁型材擠壓過程的有限元分析模型,并根據(jù)鋁型材擠壓生產(chǎn)的實際工藝條件,包括擠壓機參數(shù)等對擠壓過程進行仿真分析。研究了工藝參數(shù)對鋁型材擠壓成型以及對擠壓能耗的影響規(guī)律。3)從節(jié)能優(yōu)化的角度出發(fā),結(jié)合實際生產(chǎn)考慮提出了型材質(zhì)量評價模型,建立了擠壓過程中擠壓工藝參數(shù)與能耗及產(chǎn)品質(zhì)量的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。依據(jù)多目標(biāo)優(yōu)化理論建立擠壓過程能耗與型材質(zhì)量的多目標(biāo)擠壓過程工藝參數(shù)優(yōu)化模型,結(jié)合NSGA-II遺傳算法進行優(yōu)化,得到鋁型材擠壓過程中最優(yōu)解以及相對應(yīng)的最優(yōu)參數(shù)組合。同時根據(jù)本文的研究方法設(shè)計了鋁型材擠壓過程能耗仿真優(yōu)化系統(tǒng),對型材擠壓生產(chǎn)時參數(shù)的設(shè)定有一定先行指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG379
【圖文】：

論文框架圖

圖 2-1 鋁型材擠壓原理Fig. 2-1 Extrusion Principle of Aluminum Profile般的體積成形工藝，擠壓成型過程金屬發(fā)生塑性變形的屬流動規(guī)律復(fù)雜，相應(yīng)的影響因素很多。與其他常用

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王安哲;陳忠家;張哲;陳幼筠;韓永志;;銅管擠壓加工工藝能耗及碳排放研究[J];金屬功能材料;2014年03期

2 石建業(yè);;感應(yīng)爐加熱鑄錠在鋁及鋁合金熱擠壓中的節(jié)能分析[J];有色金屬加工;2011年05期

3 潘健怡;周照耀;王堯;譚熾東;陳合靄;吳苑標(biāo);;復(fù)雜橫截面鋁型材擠壓模具的設(shè)計與數(shù)值模擬分析[J];塑性工程學(xué)報;2010年01期

4 王堯;周照耀;潘健怡;劉亮;吳苑標(biāo);;基于ALE有限元法的鋁型材擠壓成形的數(shù)值模擬[J];鍛壓技術(shù);2010年01期

5 彭必友;殷國富;傅建;蔡鵬;;鋁型材擠出速度對模具磨損程度的影響[J];中國有色金屬學(xué)報;2007年09期

6 吳向紅;趙國群;孫勝;婁淑梅;馬新武;;擠壓速度和摩擦狀態(tài)對鋁型材擠壓過程的影響[J];塑性工程學(xué)報;2007年01期

7 趙培峰;任廣升;徐春國;沈智;;6061鋁合金材料常數(shù)的研究[J];塑性工程學(xué)報;2006年04期

8 傅建,彭必友,李軍;鋁型材擠出速度對模具工作帶的影響[J];塑性工程學(xué)報;2005年03期

9 陳澤中,婁臻亮,阮雪榆,包忠詡;復(fù)雜鋁型材擠壓成形有限體積仿真[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;2005年01期

10 鄭榮,周天瑞,包忠詡,黃克堅;鋁型材擠壓導(dǎo)流模設(shè)計[J];南昌大學(xué)學(xué)報(工科版);2004年03期

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 王祝堂;;中國鋁加工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀綜述[N];中國有色金屬報;2015年

2 何峰;;中國鋁型材行業(yè)發(fā)展趨勢分析[N];中國有色金屬報;2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 葉劍;基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與NSGA-Ⅱ算法的渣漿泵多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計[D];江蘇大學(xué);2016年

2 蔣攀;擠壓機液壓系統(tǒng)建模仿真與能耗分析研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2015年

3 鄭憲陽;大功率LED燈具散熱鋁型材擠壓模具設(shè)計及數(shù)值模擬[D];吉林大學(xué);2015年

4 張成蘭;大型薄壁鋁型材擠壓模具設(shè)計及優(yōu)化[D];山東大學(xué);2014年

5 朱圓斌;連續(xù)擠壓成形厚壁“Ω”形微槽道鋁熱管工藝研究[D];昆明理工大學(xué);2013年

6 丁司懿;大型空心截面鋁型材擠壓的數(shù)值模擬研究[D];華南理工大學(xué);2012年

7 何釗;基于HyperXtrude的多孔模具研究及應(yīng)用[D];中南大學(xué);2012年

8 黃澤濤;基于HyperXtrude的5A30鋁合金型材等溫擠壓研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2012年

9 張聰聰;鋁材連續(xù)擠壓擴展變形分析及模具設(shè)計[D];廣西大學(xué);2012年

10 劉石柏;鋁型材擠壓成型數(shù)值模擬與模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究[D];湖南工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2727073