1、中國經(jīng)濟的高速發(fā)展以及人們環(huán)保理念的提升,對資源和能源的損耗提出了更高的要求。因此,如何有效地提高鋁合金型材的生產(chǎn)效率,降低其成本,已經(jīng)成為我國鋁型材行業(yè)的一個重要研究課題。傳統(tǒng)鋁型材擠壓模具的結構設計和工藝參數(shù)的設定主要依靠經(jīng)驗和類比,需要通過多次試模和修模才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品,增加了生產(chǎn)成本,制約了我國鋁型材行業(yè)的發(fā)展。隨著CAD/CAM/CAE技術的進步,塑性成形理論與有限元理論的不斷發(fā)展,將數(shù)值模擬技術與傳統(tǒng)鋁型材擠壓工藝相結合

2、,對鋁型材擠壓成型過程和擠壓模具結構進行優(yōu)化研究,已經(jīng)成為鋁型材行業(yè)的發(fā)展趨勢。
　　本文首先介紹了模具的主要結構以及設計原則,論述了任意拉格朗日歐拉法的基本原理和方程,并以一空心雙壁鋁合金管材為例,采用基于任意拉格朗日歐拉法的HyperXtrude有限元仿真軟件對其擠壓過程進行數(shù)值穩(wěn)態(tài)模擬,得到了金屬在模具中的流動與分布情況并預測了擠出型材的變形趨勢,將模擬結果與試模結果進行對比,驗證了軟件模擬結果的可靠性。其次,以平面導流模具

3、為研究對象,在對其結構進行優(yōu)化的基礎上,分析不同擠壓工藝參數(shù)對擠壓過程的影響,為實際生產(chǎn)中工藝參數(shù)的制定提供理論依據(jù)。在分析模擬結果的基礎上對平面分流組合模具的結構進行優(yōu)化,并探討了焊合室深度和分流橋寬度對擠壓過程中壓力、模具變形和受力情況的影響。
　　基于模具結構對擠壓過程影響的探討,本文最后通過將模具應力分析結果與實際生產(chǎn)中模具開裂失效情況進行對照,表明模具體內的應力集中是模具產(chǎn)生裂紋,進而失效的重要原因。在此基礎上,選用圓形

4、鋁管的平面分流組合模具為研究對象,選取其上模厚度,分流橋的寬度,分流橋夾角,以及焊合室深度四個模具結構參數(shù)為設計變量,以模具在擠壓過程中的最大等效應力為優(yōu)化目標,采用正交試驗表建立了訓練樣本,運用GABP人工神經(jīng)網(wǎng)絡建立起設計變量與優(yōu)化目標之間的響應預測模型,并結合模擬退火遺傳算法對該模型進行非線性全局尋優(yōu)。將迭代優(yōu)化后得到的參數(shù)組合重新建模并進行數(shù)值模擬,與樣本數(shù)據(jù)中的最優(yōu)值進行對比,模具的最大等效應力下降了15％,從而延長了模具的使