發(fā)布時(shí)間：2017-05-17 05:08

  本文關(guān)鍵詞：鋁合金型材擠壓工程的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國(guó)擁有極其豐富的鋁礦能源。鋁合金型材擁有一般金屬?zèng)]有的綜合性能。諸多領(lǐng)域如航空航天、建筑、石油、電力、化工等對(duì)鋁型材需要的數(shù)量越來(lái)越多。目前,擠壓加工是鋁合金型材制品生產(chǎn)的核心技術(shù),擠壓型材質(zhì)量的好壞決定于模具結(jié)構(gòu)參數(shù)和擠壓工藝參數(shù),如何選擇最佳擠壓工藝參數(shù)和延長(zhǎng)擠壓模具壽命已成為各行業(yè)亟待解決的問題。本文主要以空心鋁合金型材為研究對(duì)象,首先提出了平面分流組合模具設(shè)計(jì)與制造的一些理論技術(shù),就擠壓模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐一敘述與設(shè)計(jì)闡述。闡述了有限元分析原理與控制方程。然后基于ALE法采用軟件Hyperxtrude對(duì)鋁合金型材擠壓過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,建立了不同參數(shù)的擠壓模型,利用正交試驗(yàn)法研究不同擠壓模具結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)擠壓過(guò)程的影響規(guī)律,利用Taguchi法研究不同擠壓工藝參數(shù)對(duì)擠壓過(guò)程的影響規(guī)律,通過(guò)分析獲得了型材擠壓的最佳模具結(jié)構(gòu)參數(shù)和合理的擠壓工藝參數(shù),為企業(yè)生產(chǎn)提供可靠性的建議。論文的主要研究結(jié)論如下:(1)通過(guò)模擬空心鋁合金型材的擠壓過(guò)程,得到了制品截面溫度、速度、形變分布以及各擠壓模型的擠壓力大小,并詳細(xì)詮釋了擠壓出現(xiàn)以上物理現(xiàn)象的原因。(2)創(chuàng)建了空心鋁合金型材擠壓模擬模型,基于Hyperxtrude軟件研究了擠壓模具結(jié)構(gòu)(焊合室深度、分流橋?qū)挾�、工作帶長(zhǎng)度)對(duì)擠壓過(guò)程影響規(guī)律,選擇擠壓常見的三個(gè)指標(biāo)(型材截面流動(dòng)速度、模具變形量、擠壓力大小)為衡量標(biāo)準(zhǔn)。得出了最佳模具結(jié)構(gòu)參數(shù)為:焊合室深度為22mm,分流橋?qū)挾葹?5mm,工作帶長(zhǎng)度以7.5mm的為基準(zhǔn)。并且分析各模具結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)擠壓過(guò)程的影響規(guī)律。(3)探討了擠壓速度、擠壓溫度、變形程度等擠壓工藝參數(shù)對(duì)擠壓過(guò)程的影響規(guī)律。結(jié)果表明:對(duì)于型材截面流動(dòng)均勻程度指標(biāo)參數(shù),最佳擠壓參數(shù)為擠壓棒料外徑為205 mm、擠壓墊速度3.2 mm/s、棒料預(yù)先加熱溫度為480℃、擠壓模具預(yù)先加熱溫度為470℃、擠壓筒預(yù)先加熱溫度為440℃;對(duì)于擠壓力指標(biāo)參數(shù),棒料外徑為200mm、擠壓墊速度為1.4mm/s、棒料預(yù)先加熱溫度490℃,擠壓模具預(yù)先加熱溫度為480℃、擠壓筒預(yù)先加熱溫度為460℃。(4)通過(guò)對(duì)比Hyperxtrude軟件模擬與實(shí)際擠壓加工出來(lái)的型材制品,證明了本文Hyperxtrude軟件對(duì)擠壓過(guò)程影響規(guī)律研究的可行性。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金型材 擠壓過(guò)程 擠壓模具 擠壓工藝參數(shù) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG379
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 引言9-10
• 1.2 鋁合金型材擠壓成型技術(shù)10-14
• 1.2.1 擠壓的基本原理及特點(diǎn)10-11
• 1.2.2 鋁型材擠壓擠壓過(guò)程及金屬流動(dòng)特性11-12
• 1.2.3 擠壓制品常見擠壓缺陷及產(chǎn)生原因12-14
• 1.3 鋁合金型材擠壓的研究方法14-15
• 1.3.1 理論解析法14-15
• 1.3.2 數(shù)值分析法15
• 1.4 本次課題研究背景15-16
• 1.5 本次課題研究?jī)?nèi)容概述16-17
• 1.6 本次課題研究方案思路簡(jiǎn)述17-19
• 第二章 鋁合金型材擠壓模具設(shè)計(jì)19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 鋁型材擠壓模具簡(jiǎn)介19-22
• 2.2.1 擠壓模具的常見類型19-21
• 2.2.2 擠壓模具材料選擇21-22
• 2.3 擠壓筒、擠壓坯料以及擠壓模具形狀確定原則22-23
• 2.4 平面分流組合模具設(shè)計(jì)23-26
• 2.4.1 分流組合模具加工簡(jiǎn)介23
• 2.4.2 分流組合模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第三章 擠壓鋁合金型材過(guò)程數(shù)值模擬原理27-35
• 3.1 引言27
• 3.2 ALE法的基本理論27-32
• 3.2.1 ALE法的基本概念以及描述方法27-28
• 3.2.2 ALE算法的基本控制方程28-29
• 3.2.3 ALE算法在不可壓縮流體穩(wěn)態(tài)流動(dòng)的描述29-32
• 3.3 Altair hyperxtrude軟件簡(jiǎn)介32-35
• 3.3.1 Hyperxtrude軟件的功能32-33
• 3.3.2 Hyperxtrude軟件模擬流程33
• 3.3.3 Hyperxtrude收斂準(zhǔn)則33-35
• 第四章 模具結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)鋁合金型材擠壓過(guò)程的影響研究35-51
• 4.1 引言35
• 4.2 擠壓模具建立35-36
• 4.3 擠壓模型和模擬設(shè)置36-41
• 4.3.1 高溫下鋁合金材料模型36-38
• 4.3.2 擠壓摩擦模型38
• 4.3.4 模擬邊界條件設(shè)置38-39
• 4.3.5 擠壓模擬前處理網(wǎng)格劃分39-40
• 4.3.6 模擬計(jì)算參數(shù)設(shè)定40-41
• 4.4 正交試驗(yàn)方案確定41-43
• 4.5 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析43-47
• 4.5.1 試驗(yàn)?zāi)M結(jié)果43-44
• 4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀分析44-47
• 4.6 綜合指標(biāo)分析47-48
• 4.7 試驗(yàn)驗(yàn)證48-51
• 第五章 擠壓工藝參數(shù)對(duì)鋁合金型材擠壓過(guò)程的影響研究51-72
• 5.1 引言51-52
• 5.2 Taguchi試驗(yàn)研究方法簡(jiǎn)介52-53
• 5.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)53-56
• 5.3.1 型材評(píng)價(jià)指標(biāo)介紹53-54
• 5.3.2 試驗(yàn)直交表設(shè)計(jì)54-56
• 5.4 模型方案設(shè)計(jì)56-57
• 5.4.1 擠壓模型56
• 5.4.2 模擬模型56-57
• 5.5 初始方案模擬結(jié)果分析57-61
• 5.5.1 金屬棒料流動(dòng)云圖分析57-58
• 5.5.2 溫度分布云圖分析58-59
• 5.5.3 應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D分析59-60
• 5.5.4 初始方案修改建議60-61
• 5.6 基于Taguchi直交表的模擬結(jié)果分析61-65
• 5.6.1 Taguchi信噪比結(jié)果分析61-64
• 5.6.2 最佳工藝方案信噪比的驗(yàn)證64-65
• 5.7 基于Taguchi法的變異數(shù)分析65-67
• 5.7.1 變異數(shù)分析原理65-66
• 5.7.2 變異數(shù)分析結(jié)果66-67
• 5.8 試驗(yàn)結(jié)果討論67-70
• 5.8.1 擠壓棒料直徑對(duì)型材質(zhì)量的影響規(guī)律67
• 5.8.2 擠壓速度對(duì)型材質(zhì)量的影響規(guī)律67-68
• 5.8.3 預(yù)熱溫度對(duì)擠壓型材質(zhì)量影響規(guī)律68-69
• 5.8.4 擠壓變形程度對(duì)擠壓力的影響規(guī)律69
• 5.8.5 擠壓速度對(duì)擠壓力的影響規(guī)律69-70
• 5.8.6 預(yù)熱溫度對(duì)擠壓力的影響規(guī)律70
• 5.9 試驗(yàn)驗(yàn)證70-72
• 第六章 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 結(jié)論72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 致謝77-78

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：鋁合金型材擠壓工程的數(shù)值模擬研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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