本文關(guān)鍵詞：空心異型鋁型材擠壓過程數(shù)值分析及模具工作帶優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：人們正在尋求新的可持續(xù)發(fā)展途徑,而輕量化作為一種能有效降低能源的消耗的方法,越來越受到人們的關(guān)注,具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、密度小、導(dǎo)熱性能好的鋁合金是輕量化首選的金屬材料,目前已被廣泛應(yīng)用于交通、建筑、汽車、船舶等領(lǐng)域。擠壓加工是鋁合金材料加工生產(chǎn)的一種重要方法,而擠壓模具的結(jié)構(gòu)與工藝參數(shù)對(duì)生產(chǎn)的型材制品質(zhì)量有很大的影響,這些參數(shù)的確定要求工程人員擁有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),還要經(jīng)過反復(fù)的“試修”,才能保證型材制品的質(zhì)量,這嚴(yán)重制約著我國(guó)鋁型材領(lǐng)域的發(fā)展。隨著數(shù)值模擬技術(shù)的應(yīng)用,人們可提前發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的缺陷,從而有針對(duì)性的改正,獲得合理的設(shè)計(jì)方案。本文首先闡述了任意拉格朗日-歐拉方法的基本原理,介紹了基于該算法的HyperXtrude,敘述了其功能、邊界條件、計(jì)算流程、穩(wěn)態(tài)假設(shè)等,并以某難擠壓的空心異型鋁型材為例,模擬分析了其擠壓過程,并針對(duì)型材速度分布不均勻與變形大等問題,采用增設(shè)阻流臺(tái)與調(diào)整工作帶的方式,調(diào)節(jié)坯料的流速,降低型材的變形量。設(shè)定模擬方案,研究了擠壓速度、坯料預(yù)熱溫度、模具預(yù)熱溫度對(duì)擠壓成型過程的影響規(guī)律。結(jié)果表明：降低擠壓速度與提高模具與坯料的預(yù)熱溫度有有效的減小擠壓力和金屬的流動(dòng)應(yīng)力；過高的擠壓速度將導(dǎo)致坯料流速不均勻性加大,模具承受的最大等效應(yīng)力增加,易造成模具的失效；模具與坯料預(yù)熱溫度較高時(shí),坯料的流動(dòng)均勻性提高；坯料的預(yù)熱溫度對(duì)型材與模具溫度的影響較小,而模具預(yù)熱溫度的升高,型材與模具的最高溫度降低且溫度分布更加均勻。最后探討了焊合室深度與焊合角度對(duì)擠壓成型過程的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)隨著焊合室深度的加大,擠壓力、模具承受的最大等效應(yīng)力和模芯的偏移量也隨著增大,且存在著一個(gè)使坯料流速最均勻的焊合室深度值；焊合角的改變影響著模芯的穩(wěn)定性和擠壓力的大小,并以工作帶長(zhǎng)度為設(shè)計(jì)變量,采用自適應(yīng)響應(yīng)面法,基于HyperStudy平臺(tái)優(yōu)化了工作帶長(zhǎng)度,將優(yōu)化后型材的速度與變形分布與初始設(shè)計(jì)方案相比,型材的速度分布變得更加均勻,型材變形量降低。
【關(guān)鍵詞】：鋁型材 工藝參數(shù) 模具結(jié)構(gòu) 工作帶優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)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4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 引言10
• 1.2 鋁型材擠壓及模具技術(shù)10-14
• 1.2.1 鋁型材擠壓工作原理和特點(diǎn)10-12
• 1.2.2 鋁型材與擠壓模的分類12-13
• 1.2.3 鋁型材擠壓模具的設(shè)計(jì)原則13-14
• 1.3 擠壓時(shí)金屬的流動(dòng)特性和影響因素14-15
• 1.4 鋁型材擠壓過程中產(chǎn)生的主要缺陷和原因15-16
• 1.5 國(guó)內(nèi)外鋁型材擠壓數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀16-19
• 1.5.1 國(guó)外鋁型材擠壓數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5.2 國(guó)內(nèi)鋁型材擠壓數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀17-19
• 1.6 鋁型材擠壓數(shù)值模擬的主要方法19-20
• 1.7 課題研究目的及主要內(nèi)容20-21
• 第二章 有限元基本理論及Hyperxtrude軟件21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 任意Lagrangian-Eulerian方法21
• 2.3 ALE有限元的力學(xué)描述21-24
• 2.4 HyperXtrude簡(jiǎn)介24-25
• 2.4.1 收斂準(zhǔn)則24-25
• 2.4.2 穩(wěn)態(tài)假設(shè)25
• 2.5 鋁型材擠壓數(shù)值模擬分析算例25-32
• 2.5.1 建立有限元模型26-27
• 2.5.2 仿真材料模型27-28
• 2.5.3 創(chuàng)建邊界條件28-29
• 2.5.4 仿真結(jié)果分析29-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第三章 工藝參數(shù)對(duì)型材擠壓成型過程的影響33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 擠壓速度對(duì)擠壓過程的影響33-37
• 3.2.1 模擬參數(shù)選擇33-34
• 3.2.2 模擬結(jié)果分析34-37
• 3.3 坯料預(yù)熱溫度對(duì)擠壓過程的影響37-39
• 3.3.1 模擬參數(shù)選擇37-38
• 3.3.2 模擬結(jié)果分析38-39
• 3.4 模具預(yù)熱溫度對(duì)擠壓過程的影響39-42
• 3.4.1 模擬參數(shù)選擇39
• 3.4.2 模擬結(jié)果分析39-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第四章 模具結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)擠壓過程的影響43-52
• 4.1 引言43
• 4.2 焊合室深度對(duì)擠壓成型過程的影響43-49
• 4.2.1 方案制定44
• 4.2.2 有限元模型的建立44-45
• 4.2.3 模擬結(jié)果分析45-49
• 4.3 焊合角對(duì)擠壓成型過程的影響49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-52
• 第五章 擠壓模具工作帶優(yōu)化設(shè)計(jì)52-62
• 5.1 引言52
• 5.2 擠壓過程中金屬流速與變形問題52-53
• 5.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型與優(yōu)化方法53-56
• 5.3.1 數(shù)學(xué)模型的建立53-54
• 5.3.2 優(yōu)化算法54-55
• 5.3.3 有限元模型的建立55-56
• 5.4 工作帶長(zhǎng)度的優(yōu)化設(shè)計(jì)56-60
• 5.4.1 優(yōu)化模型的確立56-58
• 5.4.2 工作帶長(zhǎng)度優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)58-60
• 5.5 本章小結(jié)60-62
• 第六章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 結(jié)論62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要成果68-69
• 致謝69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 何釗;王赫男;王孟君;李光耀;;復(fù)雜鋁型材擠壓過程的模擬與試模(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年07期

2 倪正順;劉石柏;何暢;田勝利;陳友明;;多邊形鋁型材擠壓數(shù)值模擬與模具優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];熱加工工藝;2012年11期

3 蘭鳳崇;鐘陽(yáng);莊良飄;陳吉清;方舟;;基于自適應(yīng)響應(yīng)面法的車身前部吸能部件優(yōu)化[J];汽車工程;2010年05期

4 黃珍媛;吳錫坤;龔剛;羅國(guó)球;;鋁型材懸臂類模具擠壓成形數(shù)值分析與研究[J];輕合金加工技術(shù);2010年05期

5 王銳;趙國(guó)群;婁淑梅;吳向紅;;基于非正交結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有限體積法的鋁型材擠壓過程數(shù)值模擬關(guān)鍵技術(shù)[J];塑性工程學(xué)報(bào);2009年02期

6 王銳;趙國(guó)群;婁淑梅;吳向紅;;鋁型材擠壓過程非正交網(wǎng)格有限體積法數(shù)值模擬與模具優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];中國(guó)機(jī)械工程;2009年05期

7 陳建中;熊計(jì);吳悅梅;賴人銘;趙國(guó)忠;;鋁型材寬展擠壓數(shù)值模擬及模具參數(shù)優(yōu)化[J];輕合金加工技術(shù);2009年01期

8 吳向紅;趙國(guó)群;婁淑梅;李樹強(qiáng);馬新武;;用變化的速度擠壓規(guī)則截面鋁型材的FVM研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2008年03期

9 楊云;董萬鵬;王兆遠(yuǎn);;基于FEM的鋁型材分流焊合擠壓過程數(shù)值模擬[J];鍛壓技術(shù);2007年06期

10 吳向紅;趙國(guó)群;趙新海;欒貽國(guó);馬新武;;鋁型材擠壓成形過程數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2007年05期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 段慶林;成型充填過程中非等溫非牛頓粘性流動(dòng)的ALE有限元與無網(wǎng)格自適應(yīng)耦合模擬[D];大連理工大學(xué);2007年

2 吳向紅;鋁型材擠壓過程有限體積數(shù)值模擬及軟件開發(fā)技術(shù)的研究[D];山東大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 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

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

3 陳彪彪;鋁型材擠壓的數(shù)值模擬及工藝研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2012年

4 黃科;AA6063矩形截面鋁型材擠壓有限元分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

5 劉偉;鋁型材擠壓過程數(shù)值模擬及模具參數(shù)優(yōu)化[D];東南大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：空心異型鋁型材擠壓過程數(shù)值分析及模具工作帶優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：366965