經(jīng)由過(guò)程 HyperXtrude對(duì)幕墻立柱鋁型材模具強(qiáng)度仿真闡發(fā)

1 概述

幕墻立柱是鋁合金建筑材估中 最為常見(jiàn)的一種型材，是幕墻受力的支持 框架，在幕墻中起到主要 的感化 ，也是幕墻材料臨盆 中最難臨盆 的一種。一個(gè)幕墻工程定單 的臨盆 常常 由于 某個(gè)幕墻立柱沒(méi)有完成而拖慢全部 工期。所以?xún)?yōu)化幕墻立柱材料的臨盆 對(duì) 建筑用鋁合金有主要 的意義。

Altair公司的HyperXtrude擠壓剖析 軟件經(jīng)由過(guò)程 建樹(shù)擠壓模具的有限元模子 ，摹擬 全部 擠壓進(jìn)程 ，并很好的剖析 擠壓模具的受力環(huán)境?？茖W(xué)地認(rèn)識(shí) 擠壓模具在臨盆 時(shí)遭到 的擠壓力和 應(yīng)力散布 環(huán)境。經(jīng)由過(guò)程 HyperXtrude軟件剖析 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，找到適合 的模具布局，到達(dá) 優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高模具強(qiáng)度和擠壓效力 ，下降 擠壓本錢(qián) ，縮短全部 鋁合金產(chǎn)物 開(kāi)辟 周期的目標(biāo) 。

幕墻立柱類(lèi)模具，每每跨度較年夜 ，模具強(qiáng)度欠好 ，在上機(jī)臨盆 一段時(shí)候 后，模具輕易 變形乃至 開(kāi)裂，造成臨盆 不不亂 或 模具直接報(bào)廢。利用 HyperXtrude擠壓剖析 軟件剖析 分歧 設(shè)計(jì)方案找到優(yōu)化的模具設(shè)計(jì)方案，提高模具的利用 效力 。

2 幕墻立柱類(lèi)模具的優(yōu)化進(jìn)程

2.1實(shí)行 方案設(shè)計(jì)

選定一個(gè)典型的幕墻立柱類(lèi)模具，經(jīng)由過(guò)程 計(jì)較該模具的強(qiáng)度散布 環(huán)境認(rèn)識(shí) 該類(lèi)模具強(qiáng)度較差的根來(lái)源根基 因，模具初始設(shè)計(jì)方案如圖1所示。在包管 模具厚度和模橋?qū)挾炔蛔兊沫h(huán)境下點(diǎn)竄 模具布局，借助HyperXtrude從新 剖析 分歧 的設(shè)計(jì)方案，對(duì)照 分歧 剖析 了局，獲得 較優(yōu)的設(shè)計(jì)方案，從而到達(dá) 優(yōu)化擠壓模具設(shè)計(jì)的目標(biāo) 。

2.2 初始傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案剖析

按照初始設(shè)計(jì)方案建樹(shù)切確的三維模子 （圖2）。把三維模子 導(dǎo)入有限元剖析 軟件HyperXtrude中，建樹(shù)有限元模子 （圖3），在軟件中設(shè)定好響應(yīng) 的擠壓工藝參數(shù)如表1，提交有限元剖析 計(jì)較。通事后 處置軟件HyperView可獲得 如表2所示的了局。

圖為：幕墻立柱鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì)方案及三維模子 圖

圖3 有限元剖析 模子

該鋁型材的現(xiàn)實(shí) 擠壓工藝參數(shù)如表一所示：

表1 幕墻立柱鋁型材擠壓工藝參數(shù)

初始設(shè)計(jì)方案計(jì)較了局以下 所示：

表2 初始方案計(jì)較了局

HyperXtrude軟件對(duì)初度設(shè)計(jì)的幕墻立柱鋁型材模具仿真剖析 了局

按照剖析 結(jié)可以知道，該模具的型材流速規(guī)模在max=138mm/s到min=73mm/s，型材變形在0.48mm，模具最年夜 應(yīng)力值在702MPa，模具變形量在0.37 mm。該剖析 了局評(píng)釋模具強(qiáng)度偏落，我們剖析 設(shè)定的預(yù)定模具強(qiáng)度最年夜 許用值為800 MPa，模具變形值為0.37 mm，設(shè)定的許用變形最年夜 值為0.3mm。故造成模具強(qiáng)度偏落，輕易 變形臨盆 不不亂 等缺點(diǎn) 。

2.3優(yōu)化模具的強(qiáng)度設(shè)計(jì)

按照剖析 了局，在連結(jié) 該模具模橋的寬度和模具厚度不變的條件 下，從新 設(shè)計(jì)模具布局，獲得 新的模具布局以下 （圖4），對(duì)該模具進(jìn)行從新 建模，建樹(shù)有限元剖析 模子 ，依照 前面不異的擠壓工藝剖析 新布局的擠壓進(jìn)程 ，可獲得 以下 的剖析 了局（表3）

圖4 新的HyperXtrude對(duì)幕墻立柱鋁型材模具布局圖

表3 新的模具剖析 了局

圖為：HyperXtrude軟件對(duì)改進(jìn) 后的幕墻立柱鋁型材模具仿真剖析 了局

按照表3的了局剖析 可以知道，新模具擠壓的型材流速規(guī)模在max=122mm/s到min=81mm/s之間，型材變形在0.18mm，模具最年夜 應(yīng)力值在558Mpa，模具變形量在0.28 mm。比較 初始設(shè)計(jì)方案的剖析 了局發(fā)現(xiàn)，型材出口流速規(guī)?？s小，模具應(yīng)力值下降，模具變形也有顯著 的減小。證實(shí) 新的設(shè)計(jì)方案在數(shù)值上有對(duì)照 顯著 的改良 ，理論上是可行的。

2.4 對(duì)照 兩種設(shè)計(jì)方案的現(xiàn)實(shí) 擠壓了局

經(jīng)由過(guò)程 對(duì)兩種的模具現(xiàn)實(shí) 上機(jī)擠壓了局的跟蹤，本來(lái) 傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的擠壓經(jīng)由過(guò)程 量為6.2噸，以后 呈現(xiàn)型材質(zhì)量不不亂 ，偏壁厚環(huán)境嚴(yán)重，把模具卸下堿洗后發(fā)現(xiàn)模具橋位呈現(xiàn)裂紋以下 如圖5所示。而新的設(shè)計(jì)方案臨盆 正常，經(jīng)由過(guò)程 量為12噸，模具報(bào)廢的緣由 是工作帶磨損尺寸超差。

圖5 傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方案模具裂紋環(huán)境

3 結(jié)論

年夜 部門(mén)鋁合金幕墻擠壓模具跨度都對(duì)照 年夜 ，經(jīng)由過(guò)程 Altair公司的HyperXtrude軟件計(jì)較仿真剖析 發(fā)現(xiàn)這類(lèi)模具希奇是年夜 幕墻立柱型材模具都有強(qiáng)度差的共性，造成現(xiàn)實(shí) 擠壓不不亂 ，制品 率低，模具輕易 開(kāi)裂的問(wèn)題。優(yōu)化后的模具方案從新 剖析 對(duì)照 ，強(qiáng)度更好，能更快速臨盆 出及格 鋁型材產(chǎn)物 ，提高鋁型材擠壓效力 ，下降 擠壓模具和鋁型材擠壓的臨盆 本錢(qián) 。

1.實(shí)驗(yàn) 了局評(píng)釋?zhuān)粔α⒅?lèi)型材的模具把模橋設(shè)計(jì)在角部位，模具強(qiáng)度誤差 ，把橋放在中心，強(qiáng)度有對(duì)照 顯著 的改良 。

2.基于有限元剖析 軟件HyperXtrude平臺(tái)，對(duì)擠壓模具強(qiáng)度進(jìn)行有限元摹擬 的方式 ，可以用于優(yōu)化擠壓模具強(qiáng)度?，F(xiàn)實(shí) 證實(shí) ，借助HyperXtrude擠壓剖析 軟件優(yōu)化模具設(shè)計(jì)的方式 是可行的，優(yōu)化了局是有用 的。

3.現(xiàn)實(shí) 擠壓了局評(píng)釋?zhuān)汗?的模具布局，不但 可以提高模具強(qiáng)度，并且 有用 地提高了擠壓材料經(jīng)由過(guò)程 量并節(jié)儉本錢(qián) 。