鋁及鋁合金具有重量輕、易成形、耐腐蝕、強(qiáng)度高、可表面處理等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、橋梁建筑、機(jī)械制造及航天航海等各個領(lǐng)域。用擠壓加工技術(shù)生產(chǎn)鋁型材，不僅節(jié)約金屬，而且生產(chǎn)效率高。然而，在擠壓生產(chǎn)中，擠壓模具質(zhì)量的好壞往往是決定某一新型產(chǎn)品開發(fā)成敗和某一擠壓工藝是否可行的關(guān)鍵因素。因此，為了保證擠壓制品的質(zhì)量，提高模具的壽命，就要合理的設(shè)計擠壓模具結(jié)構(gòu)。

       在鋁型材擠壓生中，平模和平面分流組合模是生產(chǎn)中十分重要的模具。本文以兩種典型的工業(yè)鋁型材為研究對象，采用 DEFORM-3D和HyperXtrude兩種有限元軟件模擬分析鋁型材擠壓成型過程中金屬材料的流動行為，并由數(shù)值模擬分析結(jié)果，提出了這兩種鋁型材的擠壓模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案，采用 Hyper study 有限元平臺對擠壓模的工作帶長度也進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。對其做了以下幾個方面的研究：

       1. 根據(jù)鋁型材擠壓成型的特點(diǎn)，分別介紹了 DEFORM－3D 有限元軟件和 HyperXtrude 有限元軟件的基本理論，然后研究了運(yùn)用這兩種有限元建立有限元模型過程，為后面的鋁型材擠壓成型和模具設(shè)計研究做準(zhǔn)備。

       2. 以彈塑性力學(xué)理論和傳熱學(xué)為基礎(chǔ)，建立了熱力耦合數(shù)學(xué)模型，然后，以某一多邊形實(shí)心鋁型材為研究對象，采用正交模擬實(shí)驗(yàn)的方法，運(yùn)用HyperXtrude有限元研究了擠壓參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計對型材流動速度場、擠壓力等影響。

        3. 以多邊形空心薄壁鋁型材為研究對象，采用Deform-3D和HyperXtrude兩種有限元對其擠壓成型過程進(jìn)行模擬分析。然后從型材出口流速均勻性出發(fā)，通過增設(shè)導(dǎo)流槽、合理布置分流孔和調(diào)整工作帶長度等措施，獲得了較為理想的模具結(jié)構(gòu)，同時提高了模具的壽命。

       4. 選取擠壓模具工作帶長度為研究對象，采用Hyper Study有限元平臺對擠壓模具工作帶長度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化后，不僅型材的出口速度更加均勻，而且型材變形也小，這對平面分流組合模的工作帶長度確定及提高型材的質(zhì)量有著重要的作用。

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