复杂截面空心铝型材挤压成形过程的数值模拟及试验-论文.pdf

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1、第37卷第4期兵器材料科学与工程Vo1．37No．42014年7月ORDNANCEMATERIALSCIENCEANDENGINEERINGJuly．2014网络出版时间：2014／6／2513：44网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／33．1331．TJ．20140627．0941．003．html复杂截面空心铝型材挤压成形过程的数值模拟及试验易杰，熊建武’，简忠武’(1．湖南工业职业技术学院，湖南长沙410208；2．湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南长沙410082

2、)摘要采用基于Euler网格的有限体积法对典型空心建筑用铝型材挤压过程进行数值模拟，系统研究了挤压成形过程中的金属流动、焊缝形成过程、挤压载荷和流动速度分析。结果表明：空心铝型材挤压过程分为分流、填充、焊合和成形4个阶段；焊合面中心部位金属流速较快，首先发生接触，顶端和底端最后焊合；金属材料流出工作带时挤压力达到最大。试验结果与仿真结果吻合较好。关键词空心铝型材；模具；挤压；数值仿真中图分类号TG115文献标志码A文章编号1004—244X(2014)04—0048—04Numericalsimulationandexperi

3、mentofextrusionprocessofcomplexandhollowaluminumprofdeYIJie一，XIONGJianwu，JIANZhongwu(1．HunanIndustryPolytechnic，Changsha410208，China；2．StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufactureforVehicleBody，HunanUniversity，Changsha410082，China)AbstractThefinitevolumemethodba

4、sedonEulermeshwasadoptedtosimulatetheextrusionprocessforhollowaluminumprofile．Themetalflow，weldformation，extrusionloadandflowspeedweresystematicallystudyed．Theresultsshowthathollowprofileextrusionprocessisdividedintofourstagesoftriage，filling，weldingandforming．Thewe

5、ldingstartsatthemid—heightofweldingroomandendsattheupperandbottompart．Theextrusionloadreachesthemaximumwhenmaterialflowsthroughdiebearing．Theexperimentresultsagreewellwiththesimulationresults．Keywordshollowaluminumprofile；die；extrusion；simulation铝合金型材由于具有轻量化、强度高、回收性

6、好、一问题提供了新思路和方法。通过文献[6—8]查外形美观等优点，越来越广泛应用于建筑、汽车、轨道阅，国内外大量学者采用拉格朗日算法的自适应技术车辆和飞机等各个领域，其应用发展速度远远高于镁对型材挤压过程进行有限元分析。然而这种计算方法合金等其他有色金属材料，仅次于钢铁材料n。而分无法解决材料自接触后的焊合问题，因而限制了其在流组合模具有加工制造容易、便于安装拆换、成本较低分流模中的应用与推广。为突破此瓶颈，基于Euler网等优点，在空心型材工业生产中被广泛应用。然而空格的有限体积模拟方法(FVM)，以空问坐标为基础，心型材挤

7、压过程金属流动复杂、截面流速分布不均匀，网格和所分析的物质结构是相互独立的，网格在整个严重影响了产品质量]。现有的理论解析法难以确成形分析过程中始终保持最初的空间位置不动，很适定挤压载荷、改进模具结构和流速分布。有限元仿真合模拟大断面复杂截面铝型材挤压的挤压过程’。技术具有计算精度和效率高、信息量大的优点，用于分作者采用基于Euler网格的有限体积法对典型空析、验证挤压模具的结构设计参数是否合理，为解决这心建筑铝型材挤压过程进行数值模拟，系统研究了挤收稿日期：2013—08—22；修回日期：2013—12—17基金项目：湖南省

8、科技计划项目(2013GK3050)；湖南工业职业技术学院院级课题(GYKYZ2013014)作者简介：易杰，男，在读博士，讲师；主要从事铝合金型材挤压弯曲研究。E—mail：444623777@qq．com。l5JWangJF，JiaSG，ChenSH，eta1．Effec