隔热断桥铝型材挤压中速度的研究

隔热断桥铝型材挤压成型的方法主要分为管式挤压法和组合模挤压法，由于管式挤压法挤压式在内腔尺寸较难控制，容易出现断针、偏心等缺陷，而且在内层表面易出现质量波动形位公差较难控制，从而使得分流组合模成为挤压加工断桥铝型材的主要方法。由于挤压产品形状复杂多样，而且在挤压的过程中易产生过高的挤压力，对模具有较大的破坏，因此须合理的设计模具结构，以便保障挤压型材的质量和延长模具的使用寿命。

在挤压中金属流动状态对挤压成型过程相当重要，型材被挤岀模孔时截面上的各质点流速不均匀，会造成型材产生缺陷〔扭拧、弯曲、波浪、裂纹等)，较难满足型材质量要求。其整个过程均在高温高压下变形，而且金属在模具中的流动路径也较为复杂，使得传统的加工过程中较难掌握材料的流动规律，而利用有限元分析可以在不需试模的情况下，很快分析岀模具内的应力应变、速度、温度等场量的分布，而且速度快、资料完整、成本低。因此对隔热断桥铝型材的挤压过程进行有限元分析可以对模具设计提供完整的理论依据。

一、模型建立：

本文通过对断桥铝型材的模拟过程着重分析挤压速度对型材的影响，通过Pro/E软件建立一个分析模型，并导入到Hyper Trude软件进行数值模拟，从模拟软件中所绘出的坯料流经区域并对流经区域进行网格划分得出，由于金属坯料在进入挤压筒内经流分流孔之后会产生大变形，所以在流经区域中一些关键区域要进行网格细化，格外是分流孔、焊合室和工作带区域，以便计算的正确性。

二、模拟结果分析：

在挤压中金属流动状态对挤压成型过程相当重要，断桥铝型材被挤出模孔时截面上的各质点流速不均匀，会造成型材产生缺陷(扭拧、弯曲、波浪、裂纹等)，较难满足型材质量要求。为了正确地描述流动金属速度均匀程度，引入隔热断桥铝型材截面速度均方差(SDV)，SDV为规定平面上i节点的流动速度为观察平面上节点的平均速度为观察平面的节点总数。为了越正确地描述SDV本文选取出口型材截面上的整个节点作为观察点。

在模拟软件中进行数值模拟计算，获取型材挤压瞬态变形过程以及速度等物理量分布。从挤出型材出口处的速度分布情况可看出型材截面速度分布大致均匀，型材较大流速为49.1mm/s，较小流速为44.9mm/s。

对于挤压型材来说，其速度均方差的数值越小，型材截面上的速度分布越均匀。从型材截面整个节点的速度均方差SDV=132，可看出型材出口处流速较均匀。

三、结论：

本文对隔热断桥铝型材的挤压速度进行定量研究。利用AI数值模拟方法对速度场的分布进行模拟，着重分析速度对金属挤压的影响，以便对生产进行指导。