Come migliorare efficacemente l'efficienza produttiva dei tubi quadrati in alluminio e ridurne i costi è diventato un importante argomento di ricerca nel settore dei profili in alluminio. La progettazione strutturale e l'impostazione dei parametri di processo dei tradizionali stampi per pressatura di tubi quadrati in alluminio si basano principalmente sull'esperienza e sull'analogia. Richiede molteplici prove e modifiche degli stampi per produrre prodotti qualificati, il che aumenta i costi di produzione e limita lo sviluppo dell’industria dei profili di alluminio. Con l'avanzamento della tecnologia CAD/CAM/CAE e il continuo sviluppo della teoria della formatura della plastica e della teoria degli elementi finiti, la tecnologia di simulazione numerica viene combinata con il tradizionale processo di estrusione dei profili in alluminio per ottimizzare il processo di formatura per estrusione dei profili in alluminio e la struttura della matrice di estrusione. La ricerca è diventata la tendenza di sviluppo del settore dei profili in alluminio. Questo articolo introduce innanzitutto la struttura principale e i principi di progettazione dello stampo, discute i principi di base e le equazioni del metodo arbitrario di Eulero lagrangiano e prende come esempio un tubo quadrato di alluminio cavo a doppia parete per adottare il metodo arbitrario
Metodo Lagrangiano di Eulero. Il software di simulazione agli elementi finiti HyperXtrude ha eseguito una simulazione numerica allo stato stazionario del processo di estrusione, ha ottenuto il flusso e la distribuzione del metallo nello stampo e ha previsto l'andamento della deformazione del profilo estruso. I risultati della simulazione sono stati confrontati con i risultati dello stampo di prova per verificare l'affidabilità dei risultati della simulazione del software. In secondo luogo, prendendo come oggetto di ricerca lo stampo a deviazione piana, sulla base dell'ottimizzazione della sua struttura, viene analizzato l'impatto dei diversi parametri del processo di estrusione sul processo di estrusione, fornendo una base teorica per la formulazione dei parametri di processo nella produzione effettiva. Sulla base dell'analisi dei risultati della simulazione, è stata ottimizzata la struttura dello stampo combinato con splitter piano e sono stati analizzati gli effetti della profondità della camera di saldatura e della larghezza del ponte dello splitter sulla pressione, sulla deformazione dello stampo e sullo stress durante il processo di estrusione. discusso.
Basandosi sulla discussione dell'influenza della struttura dello stampo sul processo di estrusione, questo articolo confronta infine i risultati dell'analisi delle sollecitazioni dello stampo con le condizioni di fessurazione e di cedimento dello stampo nella produzione effettiva, dimostrando che la concentrazione di sollecitazioni nel corpo dello stampo è un motivo importante per lo stampo si romperà e poi cederà. Su questa base, come oggetto di ricerca viene selezionato lo stampo combinato dello splitter piano del tubo quadrato in alluminio rotondo e i quattro parametri strutturali dello stampo: spessore dello stampo superiore, larghezza del ponte dello splitter, angolo del ponte dello splitter e profondità della camera di saldatura vengono selezionate come variabili di progetto. Prendendo come obiettivo di ottimizzazione la massima sollecitazione equivalente dello stampo durante il processo di estrusione, è stata utilizzata una tavola di prova ortogonale per stabilire un campione di addestramento. La rete neurale artificiale GABP è stata utilizzata per stabilire un modello di previsione della risposta tra le variabili di progettazione e l'obiettivo di ottimizzazione, combinato con la genetica della ricottura simulata. L'algoritmo esegue l'ottimizzazione globale non lineare sul modello. La combinazione di parametri ottenuta dopo l'ottimizzazione iterativa è stata rimodellata e simulata numericamente.
Rispetto al valore ottimale riportato nei dati campione, la sollecitazione massima equivalente dello stampo è diminuita del 15%, allungando così la vita utile dello stampo e migliorando l'uscita del profilo. La distribuzione della velocità è più uniforme e la deformazione del profilo è ridotta, il che fornisce nuove idee per ottimizzare i parametri strutturali della matrice di estrusione.
