挤压速度和摩擦状态对铝型材挤压过程的影响

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1、挤压速度和摩擦状态对铝型材挤压过程的影响第六图书馆挤压速度和摩擦状态是铝型材挤压过程中的重要工艺条件,对挤压产品的质量、挤压力、模具寿命和生产率等具有直接影响。文章以一异型铝型材挤压件为例,采取塑性剪切摩擦模型,使用3种挤压速度和6种摩擦因子的不同组合分别进行挤压过程数值模拟,得到不同参数下模具受力、挤压件温度分布变化及材料流动速度的变化等情况,研究讨论了挤压速度和摩擦状态对铝型材挤压过程的影响规律。研究结果为挤压生产实践提供了一定的理论指导与参考。挤压速度和摩擦状态是铝型材挤压过程中的重要工艺条件,对挤压产品的质量、挤压力、模具寿命和生产率等具有直接影响。文章以一异型铝型材挤压件为例,采

2、取塑性剪切摩擦模型,使用3种挤压速度和6种摩擦因子的不同组合分别进行挤压过程数值模拟,得到不同参数下模具受力、挤压件温度分布变化及材料流动速度的变化等情况,研究讨论了挤压速度和摩擦状态对铝型材挤压过程的影响规律。研究结果为挤压生产实践提供了一定的理论指导与参考。铝型材挤压数值模拟挤压速度摩擦塑性工程学报吴向红赵国群孙胜娄淑梅马新武山东大学模具工程技术研究中心,济南2500612007第六图书馆第六图书馆www.6lib.com第l4卷第1期塑性工程学报Vo1．14No．12007年2月JOURNALOFPLASTICITYENGINEERINGFeb．2007挤压速度和摩擦状态对铝型材挤压

3、过程的影响c山东大学模具工程技术研究中心，济南250061)吴向红萎墨菖新萎摘要：挤压速度和摩擦状态是铝型材挤压过程中的重要工艺条件，对挤压产品的质量、挤压力、模具寿命和生产率等具有直接影响。文章以一异型铝型材挤压件为例，采取塑性剪切摩擦模型，使用3种挤压速度和6种摩擦因子的不同组合分别进行挤压过程数值模拟，得到不同参数下模具受力、挤压件温度分布变化及材料流动速度的变化等情况，研究讨论了挤压速度和摩擦状态对铝型材挤压过程的影响规律。研究结果为挤压生产实践提供了一定的理论指导与参考。关键词：铝型材；挤压；数值模拟；挤压速度；摩擦中图分类号：TG376文献标识码：A文章编号：1007—2012

4、(2007)O卜0036—06程_8叫川，并取得了较大进展。引言本文采用基于有限体积法的MSC／superForge为数值模拟软件，以一异型铝型材挤压件为例，开铝型材具有强度高、重量轻、耐腐蚀、外表美展了关于挤压速度和摩擦条件对挤压过程影响规律观等优点，其应用日益广泛。对铝型材挤压工艺和的研究。分别采用10mm／s、20mm／s和30mm／s模具的设计也由依赖经验设计与试模修正转向依据3种挤压速度，使用塑性剪切摩擦模型，摩擦因子理论指导，以提高设计成功率，更好第六图书馆地适应市场需分别采用0、0．2、0．4、0．6、0．8和1．0，针对上求，增强企业竞争力。铝型材挤压工艺和模具结构述参数的

5、不同组合进行挤压过程数值模拟，获得了参数是设计工作的重要内容，对于同样的模具结构不同挤压速度和摩擦状态对温度分布、挤压力及流参数，挤压工艺参数的选择也是挤压www.6lib.com工艺成功与否速分布的影响规律，为挤压工艺及模具的优化设计的关键因素，其中，挤压速度和摩擦条件直接影响可以提供理论参考。挤压力、型材精度、表面质量、模具寿命和生产效率，是挤压工艺中的重要工艺参数。1理论公式准确地测量挤压过程中的挤压力以及模具和挤压件不同部位的温度是很困难的，即使可行，也很有限体积法是一种采用欧拉描述的计算方法，费时费力，所以利用数值模拟技术来研究挤压过程把计算区域划分成网格，根据任意单元体中的质量

6、、是非常必要的。近年来，大多采用有限元法¨]开动量和能量守恒定律，获得如下控制方程：展挤压过程的数值模拟研究，但是，由于挤压过程质量守恒变形程度很大，挤压比甚至可达100以上，使用有+旦：==0(1)限元法对铝型材挤压过程的数值模拟和应用仅局限a。az⋯于简单的挤压件形状和较小的挤压比。为此，国内动量守恒外学者开始采用有限体积法模拟铝型材挤压过旦+一0(2)a￡。a-z，⋯*国家自然科学基金资助项目(50375087)；山东省自然能量守恒科学基金资助项目(Q2OO4FO1)，(Y2006FI8)；国家杰a+一0(3)出青年学者基金资助项目(50425517)。￡。az⋯吴向红E-mail：

7、wuxianghong@sdu．edu．cn式中l。，——材料的密度和柯西应力张量作者简介：吴向红，女，1971年生，在读博士，研究方Vi——速度向量向为金属塑性成形过程数值模拟h——热通量收稿日期：2005-12-14http://www.6lib.com第六图书馆第1期吴向红等：挤压速度和摩擦状态对铝型材挤压过程的影响37el——单位质量的热量，—e+去，单位质量的内热表示为e质量、动量、能量守恒公式的通用形式可写为