依据HyperXtrude铝型材模具热揉捏仿真体系，以修建幕墙铝合金型材为例，剖析了型材模具在稳态揉捏进程中应力场、速度场和温度场的散布，辅导模具构造优化规划，建立HyperXtrude铝型材模具热揉捏仿真体系在出产中的辅导作用，进步模具规划水平缓模具运用寿数，然后进步出产功率。倡议了国家现行请求的低碳环保的经济模式。

1概述

在现代修建中跟着大家对日子请求的不断进步，对修建幕墙的请求也随之改变。这使幕墙修建外观到达更高的审美观的一起，也使其向低碳环保开展。然后使幕墙铝型材的截面形状更趋于杂乱。模具规划是铝型材出产的最首要环节[1]，而模具的成功与否很大程度依靠规划者的经历，并且还要经过试模来验证模具规划的合理性。当模具在试模进程呈现与规划者预期不一致的时分，只能对模具修正再进行试模。利用核算机仿真技术能够到达缩短规划周期，削减试模次数和节省出产成本的意图。这篇文章选用Altair公司的HyperXtrude专业铝型材挤压机技术仿真和模具优化有限元软件，对模具规划进行剖析，并依据成果修正模具构造。

2几何模型及剖析的揉捏技术参数

揉捏技术参数设置直接影响仿真模仿的作用的准确性，揉捏参数越靠近实践参数仿真模仿的作用越准确，一起给规划者提供了与实践相符合的数据，及时依据核算成果优化原有规划方案。型材截面和初始模具如图一、二所示：

2.1揉捏技术参数

棒料直径：237mm揉捏比：27.55

棒料温度：470℃揉捏机吨位；2750T

模具温度：450℃揉捏垫速度：36.2mm/sec

坯料与作业带间选用库仑冲突模型,冲突系数取μ=0.14[1]

3仿真模仿成果

3.1流速仿真模仿成果

分流孔不一样方位流速截面散布标明图及型材流速散布图：

从分流孔流速截面散布标明图能够知道分流孔1和5流速最快，直到铝合金活动到焊合室方位时，其流速仍是过快。而别的四个分流孔的流速在截面散布标明图中都比照均匀；在仿真模仿体系中型材在焊合进程，色彩为蓝色的表明流速慢，赤色的则为流速快。其间型材的中心筋条焊合速度太慢（赤色框选处78mm/sec）。焊合速度最快为型材的蓝色框选处220mm/sec。别的部位均匀流速：170mm/sec。型材流速的不均匀会对型材的成形发生必定的影响，乃至影响模具的有用寿数。

3.2模具应力仿真成果

初始模具应力散布云图

从图中数据表明凸模桥位1、2、3所受最大应力为941Mpa，超过了模具的屈从强度，这几个桥位有裂桥的风险；而从凹模最大应力来看模具的强度是足够。核算输出文件的数据中安稳揉捏力为1960T。而所运用的揉捏机吨位：2750T，揉捏相对比照简单进行。

4依据仿真模仿成果优化规划方案

4.1优化规划方案

鉴于仿真成果中中心筋条有些流速太慢，影响模具受力不均，乃至影响到型材在出产时成材率。模具规划工程师依据仿真模仿成果，对模具原有规划构造进行了优化调整。首要修正思路是修正中心筋条有些引料宽度（赤色框选处），添加此处的供料，进步流速。而别的的当地不作任何修正。

4.2优化规划方案后仿真模仿成果

模具修正之后的模仿成果

规划方案优化后，模具应力在本来呈现应力较大的当地相应削减，而中心筋条有些流速慢的当地因添加引料宽度，使流速加速、，可是改变不是太明显，而流速快的当地因没有进行修正，所以流速依然较快，因而，最终实践模具试模揉捏出来的型材形状达不到图纸请求。

5型材模具实践试模与仿真模仿比照剖析

仿真模仿成果与实践试模成果大致一样。从实践试模料头显现和仿真模仿成果显现，仍是长矩形侧边流速比照快，即仿真模仿成果中赤色有些快。正由于此处流速过快，使此部位的流速和别的部位流速相差较大，造成了该处型材因达不到图纸请求的九十度，名为“射角”的缺陷。而中心筋条有些在料头中知道流速此处相对于别的部位慢，但在型材验收时其部位壁厚在公役合理规模内，因而中心筋条有些不列入修模规模思考。

6结合仿真模仿和实践试模进行修模

修正之后的模具和揉捏出来的型材如图十二、十三所示

模具回来车间后经过试模和仿真模仿数据相结合，对流速较快的当地（角位），导致“射角“的当地进行烧焊，即在凸模角位舌头处烧焊添加阻流台，下降此角位的流速；把别的两个桥位进行打尖，削减因桥位在该区域的死区，以加速这两个当地的流速；使型材的全体流速更趋向于均匀，进步型材的成形率。

7定论

1.经过有限元剖析,尤其是对金属活动速度场的剖析,证明了HyperXtrude的数值模仿剖析能有效辅导铝合型材模具的规划,可进步规划的成功率,并下降模具的返修次数。