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摘要铝及铝合金具有密度小、热导率高、耐腐蚀性好、加工性能优异、韧性高及成形性好等特点，研究其成形过程为生产提供帮助显得十分必要。同时，用挤压成形生产铝合金是常被采取的方法。这种方法带来的优点有节约原材料和提高生产效率等，在研究领域得到了广泛重视。本课题在对铝型材挤压的基本原理、方法、特点和发展历程等进行了研究之后，决定利用有限元法，通过 ANSYS 软件来模拟铝棒的挤压成形过程，研究其应力场、应变场，得到的结论有摩擦系数对等效应力场的影响不显著，摩擦系数对坯料的径向应力场、周向应力场和轴向应力场的分布影响较为明显，摩擦系数对应变场的影响不大等。这些规律性结论对生产实践有指导意义。21590
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毕业论文关键词 铝棒 挤压成形 有限元法 数值模拟
Title The study on Aluminum alloys rod extrusion forming
by numerical simulation
Abstract
Aluminum alloys are important in the modern life because of low density,
high thermal conductivity, good resistance to corrosion, processing
performance, high toughness and excellent properties such as good
formability.Therefore ,it is necessary to study their forming process to
help production. At the same time, the Aluminum alloys are often produced
by extrusion forming.This method has the advantages of saving raw materials
and improve production efficiency, etc., so it has been widely concern in
the research field. This topic uses the finite element method and ANSYS
software to study the Aluminum rod extrusion forming process.It will get
the results of stress field and strain field after researching the Aluminum
extrusion of basic principles, methods, characteristics and development
of the Aluminum.It comes the conclusion that the influence of friction
coefficient of equivalent stress field ,and the strain field is not
obvious,but it effects the radial,circumferential and axial stress field
a lot.These regular conclusions can be a guidance for production practice.
Keywords Aluminum rod extrusion forming finite element method
numerical simulation目 次
1.引言 1
1.1 挤压技术及其发展概况1
1.1.1 挤压基本原理2
1.1.2 挤压分类2
1.1.3 挤压发展概况3
1.2 铝型材挤压技术及其数值模拟发展3
1.2.1 铝型材挤压原理与特点 3
1.2.2 铝型材挤压技术发展概况 4
2 有限元数值模拟5
2.1 有限元法的基本思想5
2.2 有限元法的特点 5
2.3 有限元的发展与应用 6
2.3.1 有限元法发展历史 6
2.3.2 有限元法应用领域 7
2.4 ANSYS 软件简介8
3 铝合金挤压过程模拟 9
3.1 挤压过程参数描述 9
3.2 模拟前问题分析10
3.3 模拟步骤与结果分析10
结论 34
致谢 35
参考文献361 引言
随着可持续发展问题在现代社会得到越来越普遍的重视，各个领域对于节能、 轻
量化的要求都越来越高[1]
。铝合金由于具有轻重量、高强度、耐腐蚀、加工性能优异、
易回收等明显优于其他材料诸如钢铁、塑料、镁合金、木材等的特点，已成为现代社
会越来越重要的金属材料， 并且广泛而成功地应用于航空航天、 通信电子、 机械工业、
建筑冶金等各个方面[2]
。
挤压成形是金属材料工业生产、 新材料制备与加工的一种重要方法。 从原理上讲，
几乎所有的金属材料均可以采用挤压的方法进行加工，但由于挤压加工的能耗、模具
消耗大，对设备能力要求高等特点，低熔点有色合金（比如铝及铝合金）是挤压加工
应用得最多的材料[1,2]
。
在铝型材的挤压过程中，变形主要集中在局部狭长区域[3]
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