鋁型材擠壓的高溫、高壓、封閉等特征給物理和實(shí)驗(yàn)研討帶來了很多不方便，薄壁、凌亂大揉捏比等特征也給揉捏技能和模具的計劃帶來了很多窘境，仿真技能是研討鋁型材揉捏成形機(jī)理、優(yōu)化鋁型材揉捏技能和模具結(jié)構(gòu)、查驗(yàn)揉捏技能和模具結(jié)構(gòu)計劃公平性的首要和必要的途徑。這篇文章具體介紹了運(yùn)用專業(yè)鋁型材揉捏仿真系統(tǒng)HyperXtrude進(jìn)行鋁型材揉捏仿真建模時的關(guān)鍵技能，以某建筑橫梁幕墻鋁型材為例，運(yùn)用HyperXtrude系統(tǒng)對構(gòu)建的橫梁幕墻揉捏仿真模型進(jìn)行求解，獲得了分流孔型材流速、型材出口流速和型材變形分布情況。

1 概述 

    鋁型材擠壓是一個處在高溫、高壓、凌亂的抵觸情況等凌亂條件下的成形進(jìn)程；在揉捏成形進(jìn)程中，鋁合金要履歷加熱、全體活動、分流、焊合、定型、冷卻等多個交叉耦合階段，選用物理實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)有的丈量儀器與方法基本上無法了解鋁合金的成形機(jī)理和變形規(guī)矩。如今鋁型材揉捏技能和模具的開發(fā)也基本上都是依托工程類比和計劃經(jīng)歷，所開發(fā)的揉捏技能和模具有必要通過重復(fù)的試模和修模來抵達(dá)公平情況，試模周期長也已經(jīng)變成鋁型材及其模具廠家基地競爭力進(jìn)步的瓶頸地址。 

    很多的文獻(xiàn)材料閃現(xiàn)，仿真技能正在變成研討鋁型材揉捏機(jī)理、優(yōu)化鋁型材模具結(jié)構(gòu)及揉捏技能、查驗(yàn)?zāi)＞呷嗄蠹寄芎湍＞哂媱澒叫缘氖滓捅匾耐緩?。運(yùn)用仿真技能可以實(shí)時跟蹤鋁型材揉捏金屬的活動做法，仿照成形進(jìn)程，提示金屬的真實(shí)活動規(guī)矩和各種物理場量的分布、改動情況，研討各種因素對金屬變形做法的作用和影響，猜測實(shí)習(xí)揉捏進(jìn)程中或許出現(xiàn)的缺陷，及早優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)、調(diào)整擠出技能參數(shù)和有關(guān)于性的指明技能解決方案。 

    這篇文章對運(yùn)用專業(yè)鋁型材揉捏仿真系統(tǒng)HyperXtrude進(jìn)行鋁型材揉捏仿真建模的關(guān)鍵技能進(jìn)行具體介紹，以某建筑橫梁幕墻鋁型材為例，運(yùn)用HyperXtrude系統(tǒng)進(jìn)行了仿真求解，終究將仿真效果與試模效果進(jìn)行比照分析。

2 HyperXtrude系統(tǒng)進(jìn)行鋁型材揉捏仿真建模的關(guān)鍵技能 

    以下將關(guān)于某建筑幕墻橫梁揉捏模具，創(chuàng)建揉捏仿真模型。

2.1導(dǎo)進(jìn)模具幾何模型 

    HyperXtrude系統(tǒng)對大多數(shù)的3D CAD系統(tǒng)有接口，既支持通用的IGES、STEP、PARASOLID等規(guī)范格式的模型，也支持PRO/ENGINEER、UNIGRAPHIC、CATIA等專業(yè)的3D CAD模型。

2.2 幾何模型抽取 

    HyperXtrude系統(tǒng)是一款以歐拉算法為主的仿真系統(tǒng)，建模時懇求對材料流經(jīng)的一切區(qū)域區(qū)別網(wǎng)格。在揉捏進(jìn)程中，材料流經(jīng)揉捏筒——分流孔——焊合室——?？祝K究成形為型材，仿真模型需要對這幾個區(qū)域的材料都進(jìn)行網(wǎng)格區(qū)別。因此，導(dǎo)進(jìn)幾何模型后的第一個工作，便是從模具中抽取表面，創(chuàng)建這些區(qū)域的材料模型。從上模抽取分流孔內(nèi)的揉捏成形料的幾何表面（定義為component name為Pothole），從下模中抽取焊合室內(nèi)的揉捏成形料的幾何表面(定義component name為Chamber)。通過加添chamber部件上?？?，天然生成工作帶內(nèi)的揉捏成形料的幾何表面(定義component name為Bearing)。通過拉伸辦法直接結(jié)構(gòu)棒料的幾何模型(定義component name為Billet)。

2.3 幾何收拾 

    為了保證單元質(zhì)量，導(dǎo)進(jìn)的幾何模型中不容許有空隙、堆疊、距離錯位等缺陷，為了行進(jìn)計算功率，導(dǎo)進(jìn)的幾何模型中也盡量不要包括纖細(xì)特征，包括圓角、小孔。因此，在網(wǎng)格區(qū)別錢前，需要對導(dǎo)進(jìn)的幾何模型進(jìn)行必要的幾何收拾工作，這些工作包括移除錯位、小孔，緊縮相鄰曲面之間的距離，消除不表要的細(xì)節(jié)，改進(jìn)幾何模型的拓?fù)渎?lián)絡(luò)，等等。而在有限元分析時，假如要精確仿照這些細(xì)微特征，需要用到很多小單元，致使求解時間延伸，在進(jìn)行網(wǎng)格區(qū)別之前需要進(jìn)行必要的幾何收拾工作。幾何收拾是一項(xiàng)非常首要的工作，公平的幾何收拾可以行進(jìn)網(wǎng)格區(qū)別的速度和質(zhì)量，行進(jìn)計算精度。鋁型材揉捏仿真模型幾何收拾的重點(diǎn)是分流孔和分流橋。

2.4 網(wǎng)格區(qū)別 

    幾何收拾結(jié)束往后，可以在表面模型的基礎(chǔ)上天然生成體模型，這么，下一步就可以對體模型區(qū)別網(wǎng)格了。HyperXtrude系統(tǒng)選用內(nèi)嵌HyperMesh模塊進(jìn)行網(wǎng)格區(qū)別，網(wǎng)格處理和優(yōu)化功用非常健壯、活絡(luò)。在對鋁型材揉捏模型進(jìn)行網(wǎng)格區(qū)別時，有必要遵照由下到上（即從bearing——Chamber——Pothole——Billet）、由內(nèi)到外（對空心模而言）、由小到大的原則，先天然生成面網(wǎng)格，再天然生成體網(wǎng)格，公平分配單元尺寸，保證網(wǎng)格大小的平穩(wěn)過渡。終究，應(yīng)當(dāng)對創(chuàng)建的網(wǎng)格進(jìn)行檢查和優(yōu)化。

2.5 運(yùn)用揉捏成形模板 

    創(chuàng)建好網(wǎng)格模型往后，就可以一個用Metal Extrusion Template模板，按照一定的流程進(jìn)行揉捏仿真模型創(chuàng)建和距離條件的設(shè)置。在這個流程中，需要指定材料模型、揉捏技能參數(shù)（包括揉捏速度、料筒直徑、棒料溫度，等等），系統(tǒng)會依據(jù)指定的揉捏料模型主動天然生成距離條件和指定默許的距離參數(shù)；我們可以隨后運(yùn)用Check Undefined BC指令批改距離條件和參數(shù)。

2.6 天然生成GRF文件和提交計算 

    天然生成好仿真模型后，可以運(yùn)用Parameters指令設(shè)置求解參數(shù)，終究天然生成grf和tcl文件，提交計算。圖2是幕墻橫梁的揉捏仿真模型（為增加可視性，模型中隱躲了網(wǎng)格）。

3 定論