本文關鍵詞：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注,具有強度高、耐腐蝕、密度小、導熱性能好的鋁合金是輕量化首選的金屬材料,目前已被廣泛應用于交通、建筑、汽車、船舶等領域。擠壓加工是鋁合金材料加工生產的一種重要方法,而擠壓模具的結構與工藝參數(shù)對生產的型材制品質量有很大的影響,這些參數(shù)的確定要求工程人員擁有豐富的實踐經驗,還要經過反復的“試修”,才能保證型材制品的質量,這嚴重制約著我國鋁型材領域的發(fā)展。隨著數(shù)值模擬技術的應用,人們可提前發(fā)現(xiàn)設計中的缺陷,從而有針對性的改正,獲得合理的設計方案。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、計算流程、穩(wěn)態(tài)假設等,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,并針對型材速度分布不均勻與變形大等問題,采用增設阻流臺與調整工作帶的方式,調節(jié)坯料的流速,降低型材的變形量。設定模擬方案,研究了擠壓速度、坯料預熱溫度、模具預熱溫度對擠壓成型過程的影響規(guī)律。結果表明：降低擠壓速度與提高模具與坯料的預熱溫度有有效的減小擠壓力和金屬的流動應力；過高的擠壓速度將導致坯料流速不均勻性加大,模具承受的最大等效應力增加,易造成模具的失效；模具與坯料預熱溫度較高時,坯料的流動均勻性提高；坯料的預熱溫度對型材與模具溫度的影響較小,而模具預熱溫度的升高,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力和模芯的偏移量也隨著增大,且存在著一個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,并以工作帶長度為設計變量,采用自適應響應面法,基于HyperStudy平臺優(yōu)化了工作帶長度,將優(yōu)化后型材的速度與變形分布與初始設計方案相比,型材的速度分布變得更加均勻,型材變形量降低。
【關鍵詞】：鋁型材 工藝參數(shù) 模具結構 工作帶優(yōu)化
【學位授予單位】：湖南工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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10-14
• 1.2.1 鋁型材擠壓工作原理和特點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計原則13-14
• 1.3 擠壓時金屬的流動特性和影響因素14-15
• 1.4 鋁型材擠壓過程中產生的主要缺陷和原因15-16
• 1.5 國內外鋁型材擠壓數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀16-19
• 1.5.1 國外鋁型材擠壓數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5.2 國內鋁型材擠壓數(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有限元的力學描述21-24
• 2.4 HyperXtrude簡介24-25
• 2.4.1 收斂準則24-25
• 2.4.2 穩(wěn)態(tài)假設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 仿真結果分析29-32
• 2.6 本章小結32-33
• 第三章 工藝參數(shù)對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 模擬結果分析34-37
• 3.3 坯料預熱溫度對擠壓過程的影響37-39
• 3.3.1 模擬參數(shù)選擇37-38
• 3.3.2 模擬結果分析38-39
• 3.4 模具預熱溫度對擠壓過程的影響39-42
• 3.4.1 模擬參數(shù)選擇39
• 3.4.2 模擬結果分析39-42
• 3.5 本章小結42-43
• 第四章 模具結構參數(shù)對擠壓過程的影響43-52
• 4.1 引言43
• 4.2 焊合室深度對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 模擬結果分析45-49
• 4.3 焊合角對擠壓成型過程的影響49-50
• 4.4 本章小結50-52
• 第五章 擠壓模具工作帶優(yōu)化設計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)化設計的數(shù)學模型與優(yōu)化方法53-56
• 5.3.1 數(shù)學模型的建立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 工作帶長度的優(yōu)化設計56-60
• 5.4.1 優(yōu)化模型的確立56-58
• 5.4.2 工作帶長度優(yōu)化的實現(xiàn)58-60
• 5.5 本章小結60-62
• 第六章 結論與展望62-64
• 6.1 結論62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻64-68
• 攻讀碩士學位期間主要成果68-69
• 致謝69

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  本文關鍵詞：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：366965