依據(jù)HyperXtrude鋁型材模具熱揉捏仿真體系，以修建幕墻鋁合金型材為例，剖析了型材模具在穩(wěn)態(tài)揉捏進(jìn)程中應(yīng)力場(chǎng)、速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)的散布，輔導(dǎo)模具構(gòu)造優(yōu)化規(guī)劃，建立HyperXtrude鋁型材模具熱揉捏仿真體系在出產(chǎn)中的輔導(dǎo)作用，進(jìn)步模具規(guī)劃水平緩模具運(yùn)用壽數(shù)，然后進(jìn)步出產(chǎn)功率。倡議了國家現(xiàn)行請(qǐng)求的低碳環(huán)保的經(jīng)濟(jì)模式。

1概述

在現(xiàn)代修建中跟著大家對(duì)日子請(qǐng)求的不斷進(jìn)步，對(duì)修建幕墻的請(qǐng)求也隨之改變。這使幕墻修建外觀到達(dá)更高的審美觀的一起，也使其向低碳環(huán)保開展。然后使幕墻鋁型材的截面形狀更趨于雜亂。模具規(guī)劃是鋁型材出產(chǎn)的最首要環(huán)節(jié)[1]，而模具的成功與否很大程度依靠規(guī)劃者的經(jīng)歷，并且還要經(jīng)過試模來驗(yàn)證模具規(guī)劃的合理性。當(dāng)模具在試模進(jìn)程呈現(xiàn)與規(guī)劃者預(yù)期不一致的時(shí)分，只能對(duì)模具修正再進(jìn)行試模。利用核算機(jī)仿真技術(shù)能夠到達(dá)縮短規(guī)劃周期，削減試模次數(shù)和節(jié)省出產(chǎn)成本的意圖。這篇文章選用Altair公司的HyperXtrude專業(yè)鋁型材擠壓機(jī)技術(shù)仿真和模具優(yōu)化有限元軟件，對(duì)模具規(guī)劃進(jìn)行剖析，并依據(jù)成果修正模具構(gòu)造。

2幾何模型及剖析的揉捏技術(shù)參數(shù)

揉捏技術(shù)參數(shù)設(shè)置直接影響仿真模仿的作用的準(zhǔn)確性，揉捏參數(shù)越靠近實(shí)踐參數(shù)仿真模仿的作用越準(zhǔn)確，一起給規(guī)劃者提供了與實(shí)踐相符合的數(shù)據(jù)，及時(shí)依據(jù)核算成果優(yōu)化原有規(guī)劃方案。型材截面和初始模具如圖一、二所示：

2.1揉捏技術(shù)參數(shù)

棒料直徑：237mm揉捏比：27.55

棒料溫度：470℃揉捏機(jī)噸位；2750T

模具溫度：450℃揉捏墊速度：36.2mm/sec

坯料與作業(yè)帶間選用庫侖沖突模型,沖突系數(shù)取μ=0.14[1]

3仿真模仿成果

3.1流速仿真模仿成果

分流孔不一樣方位流速截面散布標(biāo)明圖及型材流速散布圖：

從分流孔流速截面散布標(biāo)明圖能夠知道分流孔1和5流速最快，直到鋁合金活動(dòng)到焊合室方位時(shí)，其流速仍是過快。而別的四個(gè)分流孔的流速在截面散布標(biāo)明圖中都比照均勻；在仿真模仿體系中型材在焊合進(jìn)程，色彩為藍(lán)色的表明流速慢，赤色的則為流速快。其間型材的中心筋條焊合速度太慢（赤色框選處78mm/sec）。焊合速度最快為型材的藍(lán)色框選處220mm/sec。別的部位均勻流速：170mm/sec。型材流速的不均勻會(huì)對(duì)型材的成形發(fā)生必定的影響，乃至影響模具的有用壽數(shù)。

3.2模具應(yīng)力仿真成果

初始模具應(yīng)力散布云圖

從圖中數(shù)據(jù)表明凸模橋位1、2、3所受最大應(yīng)力為941Mpa，超過了模具的屈從強(qiáng)度，這幾個(gè)橋位有裂橋的風(fēng)險(xiǎn)；而從凹模最大應(yīng)力來看模具的強(qiáng)度是足夠。核算輸出文件的數(shù)據(jù)中安穩(wěn)揉捏力為1960T。而所運(yùn)用的揉捏機(jī)噸位：2750T，揉捏相對(duì)比照簡單進(jìn)行。

4依據(jù)仿真模仿成果優(yōu)化規(guī)劃方案

4.1優(yōu)化規(guī)劃方案

鑒于仿真成果中中心筋條有些流速太慢，影響模具受力不均，乃至影響到型材在出產(chǎn)時(shí)成材率。模具規(guī)劃工程師依據(jù)仿真模仿成果，對(duì)模具原有規(guī)劃構(gòu)造進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整。首要修正思路是修正中心筋條有些引料寬度（赤色框選處），添加此處的供料，進(jìn)步流速。而別的的當(dāng)?shù)夭蛔魅魏涡拚?

4.2優(yōu)化規(guī)劃方案后仿真模仿成果

模具修正之后的模仿成果

規(guī)劃方案優(yōu)化后，模具應(yīng)力在本來呈現(xiàn)應(yīng)力較大的當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)削減，而中心筋條有些流速慢的當(dāng)?shù)匾蛱砑右蠈挾?，使流速加速、，可是改變不是太明顯，而流速快的當(dāng)?shù)匾驔]有進(jìn)行修正，所以流速依然較快，因而，最終實(shí)踐模具試模揉捏出來的型材形狀達(dá)不到圖紙請(qǐng)求。

5型材模具實(shí)踐試模與仿真模仿比照剖析

仿真模仿成果與實(shí)踐試模成果大致一樣。從實(shí)踐試模料頭顯現(xiàn)和仿真模仿成果顯現(xiàn)，仍是長矩形側(cè)邊流速比照快，即仿真模仿成果中赤色有些快。正由于此處流速過快，使此部位的流速和別的部位流速相差較大，造成了該處型材因達(dá)不到圖紙請(qǐng)求的九十度，名為“射角”的缺陷。而中心筋條有些在料頭中知道流速此處相對(duì)于別的部位慢，但在型材驗(yàn)收時(shí)其部位壁厚在公役合理規(guī)模內(nèi)，因而中心筋條有些不列入修模規(guī)模思考。

6結(jié)合仿真模仿和實(shí)踐試模進(jìn)行修模

修正之后的模具和揉捏出來的型材如圖十二、十三所示

模具回來車間后經(jīng)過試模和仿真模仿數(shù)據(jù)相結(jié)合，對(duì)流速較快的當(dāng)?shù)兀ń俏唬?，?dǎo)致“射角“的當(dāng)?shù)剡M(jìn)行燒焊，即在凸模角位舌頭處燒焊添加阻流臺(tái)，下降此角位的流速；把別的兩個(gè)橋位進(jìn)行打尖，削減因橋位在該區(qū)域的死區(qū)，以加速這兩個(gè)當(dāng)?shù)氐牧魉?；使型材的全體流速更趨向于均勻，進(jìn)步型材的成形率。

7定論

1.經(jīng)過有限元剖析,尤其是對(duì)金屬活動(dòng)速度場(chǎng)的剖析,證明了HyperXtrude的數(shù)值模仿剖析能有效輔導(dǎo)鋁合型材模具的規(guī)劃,可進(jìn)步規(guī)劃的成功率,并下降模具的返修次數(shù)。