经由过程 HyperXtrude对幕墙立柱铝型材模具强度仿真阐发

1 概述

幕墙立柱是铝合金建筑材估中 最为常见的一种型材，是幕墙受力的支持 框架，在幕墙中起到主要 的感化 ，也是幕墙材料临盆 中最难临盆 的一种。一个幕墙工程定单 的临盆 常常 由于 某个幕墙立柱没有完成而拖慢全部 工期。所以优化幕墙立柱材料的临盆 对 建筑用铝合金有主要 的意义。

Altair公司的HyperXtrude挤压剖析 软件经由过程 建树挤压模具的有限元模子 ，摹拟 全部 挤压进程 ，并很好的剖析 挤压模具的受力环境。科学地认识 挤压模具在临盆 时遭到 的挤压力和 应力散布 环境。经由过程 HyperXtrude软件剖析 优化设计方案，找到适合 的模具布局，到达 优化设计，提高模具强度和挤压效力 ，下降 挤压本钱 ，缩短全部 铝合金产物 开辟 周期的目标 。

幕墙立柱类模具，每每跨度较年夜 ，模具强度欠好 ，在上机临盆 一段时候 后，模具轻易 变形乃至 开裂，造成临盆 不不乱 或 模具直接报废。利用 HyperXtrude挤压剖析 软件剖析 分歧 设计方案找到优化的模具设计方案，提高模具的利用 效力 。

2 幕墙立柱类模具的优化进程

2.1实行 方案设计

选定一个典型的幕墙立柱类模具，经由过程 计较该模具的强度散布 环境认识 该类模具强度较差的根来源根基 因，模具初始设计方案如图1所示。在包管 模具厚度和模桥宽度不变的环境下点窜 模具布局，借助HyperXtrude从新 剖析 分歧 的设计方案，对照 分歧 剖析 了局，获得 较优的设计方案，从而到达 优化挤压模具设计的目标 。

2.2 初始传统设计方案剖析

按照初始设计方案建树切确的三维模子 （图2）。把三维模子 导入有限元剖析 软件HyperXtrude中，建树有限元模子 （图3），在软件中设定好响应 的挤压工艺参数如表1，提交有限元剖析 计较。通事后 处置软件HyperView可获得 如表2所示的了局。

图为：幕墙立柱铝型材挤压模具设计方案及三维模子 图

图3 有限元剖析 模子

该铝型材的现实 挤压工艺参数如表一所示：

表1 幕墙立柱铝型材挤压工艺参数

初始设计方案计较了局以下 所示：

表2 初始方案计较了局

HyperXtrude软件对初度设计的幕墙立柱铝型材模具仿真剖析 了局

按照剖析 结可以知道，该模具的型材流速规模在max=138mm/s到min=73mm/s，型材变形在0.48mm，模具最年夜 应力值在702MPa，模具变形量在0.37 mm。该剖析 了局评释模具强度偏落，我们剖析 设定的预定模具强度最年夜 许用值为800 MPa，模具变形值为0.37 mm，设定的许用变形最年夜 值为0.3mm。故造成模具强度偏落，轻易 变形临盆 不不乱 等缺点 。

2.3优化模具的强度设计

按照剖析 了局，在连结 该模具模桥的宽度和模具厚度不变的条件 下，从新 设计模具布局，获得 新的模具布局以下 （图4），对该模具进行从新 建模，建树有限元剖析 模子 ，依照 前面不异的挤压工艺剖析 新布局的挤压进程 ，可获得 以下 的剖析 了局（表3）

图4 新的HyperXtrude对幕墙立柱铝型材模具布局图

表3 新的模具剖析 了局

图为：HyperXtrude软件对改进 后的幕墙立柱铝型材模具仿真剖析 了局

按照表3的了局剖析 可以知道，新模具挤压的型材流速规模在max=122mm/s到min=81mm/s之间，型材变形在0.18mm，模具最年夜 应力值在558Mpa，模具变形量在0.28 mm。比较 初始设计方案的剖析 了局发现，型材出口流速规模缩小，模具应力值下降，模具变形也有显着 的减小。证实 新的设计方案在数值上有对照 显着 的改良 ，理论上是可行的。

2.4 对照 两种设计方案的现实 挤压了局

经由过程 对两种的模具现实 上机挤压了局的跟踪，本来 传统设计方案的挤压经由过程 量为6.2吨，以后 呈现型材质量不不乱 ，偏壁厚环境严重，把模具卸下碱洗后发现模具桥位呈现裂纹以下 如图5所示。而新的设计方案临盆 正常，经由过程 量为12吨，模具报废的缘由 是工作带磨损尺寸超差。

图5 传统模具设计方案模具裂纹环境

3 结论

年夜 部门铝合金幕墙挤压模具跨度都对照 年夜 ，经由过程 Altair公司的HyperXtrude软件计较仿真剖析 发现这类模具希奇是年夜 幕墙立柱型材模具都有强度差的共性，造成现实 挤压不不乱 ，制品 率低，模具轻易 开裂的问题。优化后的模具方案从新 剖析 对照 ，强度更好，能更快速临盆 出及格 铝型材产物 ，提高铝型材挤压效力 ，下降 挤压模具和铝型材挤压的临盆 本钱 。

1.实验 了局评释，幕墙立柱类型材的模具把模桥设计在角部位，模具强度误差 ，把桥放在中心，强度有对照 显着 的改良 。

2.基于有限元剖析 软件HyperXtrude平台，对挤压模具强度进行有限元摹拟 的方式 ，可以用于优化挤压模具强度。现实 证实 ，借助HyperXtrude挤压剖析 软件优化模具设计的方式 是可行的，优化了局是有用 的。

3.现实 挤压了局评释：公道 的模具布局，不但 可以提高模具强度，并且 有用 地提高了挤压材料经由过程 量并节俭本钱 。