基于HyperXtrude软件的挤压模具优化设计

最强最好的挤压模拟软件HyperXtrude（附教程）在模具制造早期如何预测和分析各种潜在的模具设计缺陷，对于提高模具制造质量和缩短模具制造周期至关重要。使用HyperXtrude有限元挤压成形软件对模具设计进行验证，可以指导和解决挤压模具设计和制造中出现的多种问题。、铝挤压模具在设计和制造的早期对于技术人员的经验要求较高，传统的设计方法存在设计周期长、成本高和质量不易保证等缺点。随着有限元数值模拟技术（即CAE技术）在铝挤压制造业的成功应用，为挤压模具的设计和制造带来了革命性的飞跃，将挤压模具的设计和制造带进了一个崭新的发展阶段。这种基于数值模拟技术的设计和制造理念，具有多方面优势：在模具初始设计后，在计算机上以虚拟试模代替物理试模，降低模具设计成本；大幅缩短模具设计和制造周期，确保交付时间；为设计人员提供精确的计算结果，分析、评价和优化模具设计方案，从而提高了模具设计质量；有利于设计知识和经验的积累。HyperXtrude是Altair工程软件公司的一款专业的针对挤压生产过程中分析材料流动和传热的有限元应用软件。HyperXtrude采用稳健的求解算法，功能强大、计算精度高，已在铝型材挤压模具设计和制造中得到了成功应用。（AltairHyperXtrude10.0完美破解，摆脱烦人licence的限制，还有昂贵的正版费用的高门槛（100W）即刻让你轻松拥有顶级铝挤压CAE软件的技术支持。有需要的请联系QQ：278347602）挤压模具三维模型的建立（可以直接用于编程后NC完整加工）前处理有限元模型的建立后处理结果分析AltairHyperXtrude案例研究HyperXtrude案例研究咨询产品信息安排演示咨询产品价格申请邮寄资料问题咨询教育合作计划AltairHyperXtrude功能HyperXtrude是CAE工具，用于挤压工艺和模具设计的虚拟测试、验证、修改和优化。通过使用HyperXtrude软件，工程人员能够及时发现设计问题，节约昂贵的物理试模费用。专用的挤压用户界面:导入各种CAD数据格式基于流程的挤压分析向导，快捷创建挤压分析模型HyperXtrude任务管理器实现远程提交任务支持所有的模具类型:实心，半空心模和空心型材多出口模具多种材料的混合挤压导流模和宽展模（金属挤压）正向，反向和连续挤压（金属挤压）薄模和板材挤压（聚合体挤压）螺旋模具（聚合体挤压）带金属嵌件挤压（聚合体挤压）虚拟试模:可视化材料在模具通道内的流动性确定流动不平衡的原因研究设计改变的响应进行假设方案研究，测试创新的模具设计方案热管理:使用HyperXtrude/PROCESS确定最适宜的棒料预热温度耦合的材料流动和传热分析求解器通过在模具内使用发热元件和/或冷却管道，控制出口温度在不同的挤压循环之间确定模具的温度变化预测挤压缺陷:型材形状预测表面缺陷金属挤压:o跟踪表皮杂质，预测压余o确定焊接长度o预测焊缝质量o预测晶粒大小和拉伸屈服强度模具变形分析:耦合的材料流动，传热和应力分析求解器使用Radioss计算模具的变形和模芯的变形将模具变形降到最小满足产品公差确定导致模具破损的原因使用AltairOptiStruct优化支撑垫和模座的形状和尺寸全面的材料库:HyperXtrude提供了通用的聚合体，铝合金和模具材料内嵌的材料性能计算模块用户使用接口程序，扩展材料模型优化模具和生产:使用AltairHyperStudy优化模具工作带和焊合室（金属挤压）使用HyperXtrude/PROCESS计算最佳的工艺条件（挤压垫速度，棒料温度等等）结果后处理:模具和挤压材料的温度分布速度和型材的形状变形模具的变形和应力型材的晶粒大小和屈服强度（金属挤压）绘制特征，动画和矢量图云图、截面和曲线HyperXtrude实现数字化模具设计制造在模具制造早期如何预测和分析各种潜在的模具设计缺陷，对于提高模具制造质量和缩短模具制造周期至关重要。使用HyperXtrude有限元挤压成形软件对模具设计进行验证，可以指导和解决挤压模具设计和制造中出现的多种问题。铝挤压模具在设计和制造的早期对于技术人员的经验要求较高，传统的设计方法存在设计周期长、成本高和质量不易保证等缺点。随着有限元数值模拟技术（即CAE技术）在铝挤压制造业的成功应用，为挤压模具的设计和制造带来了革命性的飞跃，将挤压模具的设计和制造带进了一个崭新的发展阶段。这种基于数值模拟技术的设计和制造理念，具有多方面优势：在模具初始设计后，在计算机上以虚拟试模代替物理试模，降低模具设计成本；大幅缩短模具设计和制造周期，确保交付时间；为设计人员提供精确的计算结果，分析、评价和优化模具设计方案，从而提高了模具设计质量；有利于设计知识和经验的积累。HyperXtrude是Altair工程软件公司的一款专业的针对挤压生产过程中分析材料流动和传热的有限元应用软件。HyperXtrude采用稳健的求解算法，功能强大、计算精度高，已在铝型材挤压模具设计和制造中得到了成功应用。创建挤压模具有限元模型以一个实际的挤压空心分流模为例，详细介绍HyperXtrude软件实现材料流动有限元分析的模型创建过程，图1所示为模具图和型材截面形状。图1空心分流模具图和型材形状1.挤压模具的材料流动有限元模型为了分析和研究材料沿挤压模具的流动性能，首先将材料流经的模具和挤压筒的内表面几何抽取出来，然后分别创建如图2所示的有限元模型。主要包括四个部分：棒料、分流孔和焊合腔、工作带和型材。根据材料在挤压过程中变形程度及其对流动结果的影响，各部分网格单元的大小和密度要求不同，比如在模具出口附近，材料变形最剧烈，因此该区域的单元较密，而对于棒料中的单元尺寸应尽量大。这种网格单元的分配，一方面确保计算精度，另一方面可以尽量减少整个模型的大小，提高计算效率。图2流经模具内的材料有限元网格模型2.边界条件的创建图3所示为挤压工艺示意图，包括工具中的不同部分和材料。根据材料在挤压过程中流经工具的不同区域及其相互接触情况，分别创建各自的边界条件及其参数。主要包括：图3挤压模具和材料的边界条件定义（1）挤压块与棒料之间的接口；（2）挤压筒和棒料之间的接口；（3）模具与棒料之间的接口；（4）工作带表面的边界条件；（5）型材表面的边界条件；（6）型材出口边界条件；（7）挤压筒和模具外部。3.材料的选择和创建HyperXtrude软件支持多种材料和材料的结构关系模型，内置的材料库中包含有5大类和70余种材料数据。分析人员可以根据需要选择相应的材料，并分配给相应的模型。同时软件包含一个易用的材料编辑器，可以根据需要对材料性能数据进行修改或创建新的材料，并将其保存在材料库中，易于以后使用。图4所示为AA6061材料性能参数。图4材料性能参数4.挤压工艺参数的输入和求解控制根据实际挤压工艺条件来定义挤压工艺参数，主要包括：棒料预热温度、模具的初始温度、挤压筒的初始温度，挤压筒的内径、棒料的长度和挤压块速度等。求解控制主要包括：分析类型、挤压类型、计算类型、收敛误差、迭代次数、时间步长及作业提交类型等。根据该例需要，主要对模具设计进行验证，分析材料流动并预测型材变形。如图5所示选择相应的参数和求解控制。图5挤压工艺参数和求解控制的选择结果分析和评价图6为压力场和温度场分布图，图7示意潜在的焊合问题将会导致型材上局部温度分布不均，并引起型材的局部变薄。图6压力场和温度场分布图7潜在的焊合问题引起局部温度分布不均匀及型材变薄图8所示速度场分布，左图为型材的速度分布，可以看出材料流速很不均匀，导致材料流动的不平衡，并引起型材的变形。右图为分流孔内的材料沿挤压方向的流速分布，材料在分流孔内速度不均将会影响型材的变形。图8速度不均匀导致材料流动不平衡和变形根据上述计算结果与分析评价，并与实际挤压结果相比较，HyperXtrude能够准确地预测挤压模具初始设计方案的潜在缺陷，从而进一步提出改进方案，成功地验证和解决了实际挤压生产中的问题。结束语通过使用HyperXtrude挤压成形模拟软件，成功地预测了挤压模具设计的潜在不足，真正能够帮助模具设计人员解决了现存的实际难题。实践证明，HyperXtrude软件将给铝挤压制造商带来极大的收益：通过稳健的、可靠的和快速的挤压成形数值模拟，最大限度地减少模具设计时间和降低设计成本；对新设计的模具进行验证和确认；计算和优化工作带及其长度；减少因反复的试模引起的昂贵生产成本。基于HyperXtrude软件的挤压模具优化设计关键字：HyperXtrude模具设计优化设计CAE应用案例信息化应用调查我要找茬在线投稿加入收藏发表评论好文推荐打印文本模具设计是铝型材生产的关键环节。利用HyperXtrude可以对挤压材料的流动和变形进行模拟仿真分析，研究金属流动规律以及模具和挤压加工过程中的温度场、速度场、压力场分布规律；可以及时预测实际挤压过程中可能出现的缺陷，及早优化模具结构设计、调整挤出工艺参数和有针对性指明技术解决方案。0前言模具设计是铝型材生产的关键环节。传统的型材挤压模具设计主要依靠工程类比和设计经验，其设计流程一般是按照“设计～返复试模～返复修模、改模～返复调整挤压工艺参数”的模式进行，这样不仅造成了大量的人力与物力的浪费，而且严重影响了生产效率和产品质量。计算机技术的应用可有效优化挤压工艺及挤压模具设计，缩短模具设计周期，减少试模次数。一种新型的挤压模具优化设计方法己经获得应用，即通过使用三维CAD软件精确创建挤压模具三维几何模型，利用HyperXtrude这款专业的铝合金挤压工艺和模具优化的有限元应用软件，对挤压材料的流动和变形进行模拟仿真分析，研究金属流动规律以及模具和挤压加工过程中的温度场、速度场、压力场分布规律；可以及时预测实际挤压过程中可能出现的缺陷，及早优化模具结构设计、调整挤出工艺参数和有针对性指明技术解决方案。1HyperXtrude用于优化模具设计的过程1.1验证初始设计方案对于挤压模具，影响金属挤压流速的因素十分复杂，以导流模具为例，其中导流孔形状和工作带的尺寸是影响铝合金挤压流速的两个主要因素，挤压力在模具中的分布是不均匀的，一般在模具中心处的压力要比周边的压力大，导致金属流出模口时的速度分布不均匀，通常离模孔中心越近金属流动速度越块，因此型材挤出后易出现扭拧、波浪、弯曲和裂纹等缺陷。在生产实际中，一般通过调整导流孔形状和工作带的尺寸以达到平衡金属流动的目的图1非对称双孔模具设计二维图对于图1所示的这种宽向尺寸较大的实心型材模具，由非对称双孔平布，即要保证单孔内的金属流流速平衡，又要保证两孔流速一致，设计上有一定的难度。一般应将导流模的导流孔设计成与型材形状相近的结构，由于两孔排列边部尺寸超过挤压机允许的金属流尺寸，导流模的两外侧需宽展保证金属流平衡。型模工作带按同心圆规则设计，由于是挤6061合金工作带整体要取短些，图1所示为非对称双空型材模具初步设计的示意图。根据模具初步设计方案，在三维建模软件PRO/E中建立精确的三维模型，如图2所示。将其导入有限元分析软件HyperXtrude中，进行网格划分，并加入具体的挤压工艺参数，如表1，提交计算，可得到如表2和图3所示的结果。图2挤压模具三维几何模型表1挤压模拟工艺参数图3挤压模拟结果量化表2挤压模拟计算结论由图3和表2的结果分析表明：1、整体流速不平衡，偏差比较大，最快速度为图3（a）中①处显示为红色表示该区域流速偏快具体值为253.7mm/s，最慢流速为图3（a）中②显示为蓝色表示该区域流速偏慢具体值为155.9mm/s，两者相差100mm/s；2、由表2中模具出口平均速度，左为180mm/s，右孔为200mm/s，可直两孔间流速相差20mm/s，这样造成挤压过程中两根型材出来的长度不一样，而且相比较大，在牵引时右边型材受拉力比左边大，使得右边型材壁厚偏薄，造成尺寸不合格；3、由图3（d）中型材变形量化可知，挤出的型材变形量2.0mm，变形偏大；4、由表2中的挤压块理论平均压力