6N01大型空心扁寬鋁型材擠壓流動(dòng)分析及新型工模具優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、伴隨我國(guó)高速列車、船舶、汽車等行業(yè)的快速發(fā)展，車體輕量化已成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。而鋁合金依靠其低密度、高比強(qiáng)度、耐腐蝕、加工性能好、可回收等優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)已成為我國(guó)高速列車車體制造的主要結(jié)構(gòu)材料。其中6N01鋁合金材料擠壓性能優(yōu)異，其空心扁寬擠壓型材在高速列車車體側(cè)壁、地板和頂棚等結(jié)構(gòu)中得到廣泛應(yīng)用。但由于該類鋁型材截面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具多采用多水平分流孔、多級(jí)焊合、不等長(zhǎng)工作帶等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，擠壓過(guò)程中材料在預(yù)成形階段體積分布不易控制，金屬不均勻變形程

2、度嚴(yán)重，型材產(chǎn)品成品率和模具壽命較低，嚴(yán)重影響了型材生產(chǎn)效率和制造成本，成為鋁型材生產(chǎn)企業(yè)迫切需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。因此，基于數(shù)值仿真方法對(duì)大型空心扁寬鋁型材擠壓成形過(guò)程中材料流動(dòng)規(guī)律進(jìn)行分析，進(jìn)而研究新型擠壓工模具，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)于控制型材質(zhì)量、提高型材成品率以及改善模具壽命具有重要的意義和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　為此，本文圍繞高速列車車體結(jié)構(gòu)中一6N01大型空心扁寬鋁型材在實(shí)際擠壓中存在的問(wèn)題，結(jié)合數(shù)值模擬與現(xiàn)場(chǎng)擠壓生產(chǎn)

3、等手段，對(duì)該型材擠壓過(guò)程中材料流動(dòng)規(guī)律與新型工模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。本文的主要內(nèi)容與結(jié)論包括以下方面:
　　(1)通過(guò)試驗(yàn)獲得了6N01鋁合金鑄錠力學(xué)性能和熱物理性能參數(shù)，并通過(guò)對(duì)熱壓縮試驗(yàn)獲得的高溫流變應(yīng)力數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度和摩擦因素修正，計(jì)算得到了6N01鋁合金考慮應(yīng)變補(bǔ)償?shù)腁rrhenius本構(gòu)模型參數(shù)。
　　(2)基于獲得的6N01鋁合金材料參數(shù)，利用HyperXtrude軟件將加設(shè)寬展導(dǎo)流模的擠壓模具應(yīng)用到大型

4、空心扁寬鋁型材擠壓數(shù)值模擬中，并通過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)擠壓生產(chǎn)對(duì)比，驗(yàn)證了所建數(shù)值模型的可靠性?；陧憫?yīng)曲面法，以模具出口處型材截面速度均方差為目標(biāo)，對(duì)該擠壓模具中寬展導(dǎo)流結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并獲得了合理的模具結(jié)構(gòu)。
　　(3)以6N01大型空心扁寬鋁型材擠壓為例，設(shè)計(jì)并對(duì)比研究了圓擠壓筒與不同過(guò)渡形式的扁擠壓筒結(jié)構(gòu)對(duì)型材擠壓數(shù)值模擬過(guò)程中材料流動(dòng)、變形、壓余長(zhǎng)度、焊合以及模具應(yīng)力等方面的影響。
　　(4)在常規(guī)平面分流組合模具的基礎(chǔ)上