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４０ＤｉｅａｎｄＭｏｕｌｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮｏ４．２００８
文章编号：１００１—４９３４（２００８）０４—００４０～０４
基于有限体积法的异形空心型材挤压模具设计
于明涛，李付国
（西北工业大学材料学院，陕西西安７１００７２）
摘要：采用有限体积法，对异形空心铝合金型材挤压过程进行数值模拟，得到了挤
压过程中材料流动速度场、应力场、应变场、温度场和挤压力的分布规律。以数值模拟
结果为依据，针对模具设计存在的问题提出了解决方案，并通过分析得到了模具的最
佳设计方案。结果表明：对于薄壁、结构复杂的异型空心型材，挤压模具设计的关键是
合理地分配金属流量和平衡金属的流动速度。
关键词：铝型材；挤压；分流组合模；数值模拟
中图分类号：ＴＧ３７２文献标识码：Ｂ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｆｉｎｉｔｅｖｏｌｕｍｅｍｅｔｈｏｄｗａｓｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｅｘｔｒｕｓｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅ
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０引言
型材挤压，由于变形量大，采用有限元法进行模
随着现代交通工具轻量化的发展，铝型材拟时，会不断发生网格畸变，需要进行网格重划
的需求量迅速增长。尤其是空心型材，广泛应分，进而导致变形体体积损失过大，模拟精度降
用于现代交通运输工具。铝合金空心型材挤压低，且十分耗时。基于Ｅｕｌｅｒ法的有限体积法模
普遍采用平面分流模。目前，平面分流模主要拟大变形塑性成形问题，可以很好地回避网格
依靠设计人员的经验，对模具进行反复的试验的重划分问题［１０］，且计算速度快、效率高。
和修改。这既延长了设计和生产的周期，也相本文采用有限体积法，对异型空心铝合金
应提高了模具的生产成本。为改变传统设计方型材挤压过程进行模拟，以数值模拟结果为依
法的不足，国内外学者普遍采用有限元法和有据对模具设计方案进行修改，得到了模具的最
限体积法［１９］对挤压过程进行数值模拟。对于铝
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