探究隔热断桥铝型材的挤压模拟技术

目前，隔热断桥铝型材挤压模拟所采用的技术主要有两种，一种是基于Lagrange格式的有限元方法FEM，一种是基于Euler格式的有限体积法FVM。而HyperXtrude软件是针对隔热断桥铝材挤压成形的优良模拟软件。

市场内用于铝型材挤压成形模拟的有限元系统主要有DEFORM、MARC、ANSYS，它们是基于Lagrange格式的，DEFORM是针对锻造成形开发的，ANSYS和MARC是通用的综合性分析软件。

有学者采用有限元法对AA6063铝合金方管型材挤压过程进行了数值模拟，依据型材出口速度分布来修改模具工作带长度，达到了使型材出口处流速均匀的目的;同时对隔热断桥铝材挤压模具实际工况下的三个关键工艺参数（坯料预热温度、模具预热温度和挤压速度）进行了正交试验，得出了在符合模具强度条件下的越佳工艺参数组合。

基于FEM的隔热断桥铝型材模具挤压成形主要是针对简单、小型的铝型材件，由于受到网格畸变和有限元程序网格重划分功能的限制，对大型的、复杂的、薄壁的隔热断桥铝材模具的挤压成形模拟结果不理想，或者无法实现。

基于FVM的铝型材模具挤压成形模拟可以模拟一些复杂的、大型的、薄壁的铝型材的挤压成形过程，但目前所用的有限体积模拟系统主要是SuperForge，该系统是基于Euler格式，只能对瞬态成形阶段进行模拟，该软件是针对锻造成形开发的，无法正确描述隔热断桥铝材成形过程中的分流、焊合等流体问题。

HyperXtrude是一款优良的隔热断桥铝型材挤压成形有限元模拟软件，它是基于Lagrange和Euler格式的集成系统。该软件分析精度高，操作方便，简单易学。它不但支持正、反向挤压，也可用于稳态、瞬态分析，还可对边界条件快速定义和计算等。有学者运用HyperXtrude系统对铝型材挤压过程进行了模拟模拟，获得了型材流速和型材变形情况，模拟结果与试模情况进行了比较，结果表明模拟结果与试模结果一致，这不但为模具优化提供了珍贵意见，而且还减少了试模次数。有学者也采用HyperXtrude优良隔热断桥铝型材挤压成形有限元软件系统，对多边形空心铝型材的稳态挤压成形过程进行了数值模拟，结果表明初始模具结构中金属流速不均匀。通过增设导流槽、合理布置分流孔和调整工作带长度等措施，获得了较为理想的模具结构，并增加了模具的寿命。