基于ANSYS的三维建模方法与热挤压模具的优化设计

基于ANSYS的无人机机身模具三维热分析

基于ANSYS的无人机机身模具三维热分析蒋武根;姜年朝;周光明;张逊;戴勇;王兴刚【摘要】某无人机复合材料机身结构是由模压固化成型的.模具在固化过程中的温度分布不均匀和模具变形会影响到机身结构的变形,为控制机身成型质量,就要了解模具在成型过程中的温度分布和变形情况；基于ANSYS软件,采用1/2对称模型,模拟了机身下模具在加热、保温阶段的温度分布和瞬态温差,直观显示了模具在各时刻的瞬态应力分布和变形情况,为优化固化工艺和模具设计提供依据.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2011(000)005【总页数】3页(P27-29)【关键词】无人机;机身模具;加热保温;热分析;ANSYS【作者】蒋武根;姜年朝;周光明;张逊;戴勇;王兴刚【作者单位】总参六十所,江苏南京210016;总参六十所,江苏南京210016;南京航空航天大学航空宇航学院,江苏南京210016;南京航空航天大学航空宇航学院,江苏南京210016;总参六十所,江苏南京210016;总参六十所,江苏南京210016;总参六十所,江苏南京210016【正文语种】中文【中图分类】V215.4;TH123+.30 引言机身结构是飞机阻力的主要提供部件，直接影响飞机的气动性能。

工程上，通常采用成型工艺来提高复合材料机身结构的表面质量，减小机身结构的阻力。

某无人机机身是模压成型的，机身结构的外形质量由模具的型面决定的，固化过程中的温度梯度、热应力引起模具的变形［1，2］，直接影响到复合材料机身的外形精度。

本文基于ANSYS 软件，考虑到模具的几何对称性［3，4］，建立了机身模具三维有限元模型，模拟了机身模具在加热、保温阶段的温度分布和瞬态温差，直观显示了模具瞬态应力分布和变形情况，为判断模具结构设计的合理性提供理论依据，也为模具优化设计打下基础。

1 模具三维有限元建模某无人机复合材料机身结构是模压成型的。

由于机身是圆柱形，该机身成型模具是由上下两模组成，分模面是圆柱形机身的中线。

基于ANSYS的无人机机身模具三维热分析

ｔｍｐｒｔｒｉｔｂｔｎｏ１ｌｄａｄｍｏｌｅｏｍｔｎｗｌｅｅｔｔｕｅａｅｓｒｃｕｅｏｅｏｍａｉｎ．ｆｒｃｎｒｌｆｓｌｇｏｍｉｇｅｅａｕｅｄｓｒｕｉｆｎ（Ｊｎｕｄｄｆｒａｉｉｆｃｏｆｓｌｇｔｕｔｒｄｆｒｔｉｏ１１ｏｌｆｏｏｏｔｕｅａｅｆｒｎｏ
ｒｇｔｃｎｌｇｄｍｏｌｅｉｎｉｈｏｏｙａｕｄｄｓｇ．ｎｅｎ
Ｋｅｒｓ：ｎｎｅｅａｅｉｌ；ｆｓｌｅｕｄ；ｈａｎｒｓｒｅｈａ；ｔｅｍａｎｙｉ；ＡＮＳＳｙｗｏｄｕｍａｎｄａｒｖｈｃｅｕｅａｓｍｏｌｉｌｇｅｔａｄｐｅｅｖｅｔｈｒｌａａｓｓｌＹ
Ｔｈ３２一ｄｍｅｓｏａｅｍａａｙｉｏｔＦｕｅａｅＭｏｌｆＵｎｎｅ —ａｒｄｅＢａｅｎＡＮＳｅＴｌ￣ｗｔｉｎｉｎｌＴｈｒｌＡｎｌｓｓＡｂｕｓｌｇｕｄｏｍａｎｄＡｅｌＶｅｓｄｏＹＳ
・
２・７
基于ＡＹＮＳＳ的无人机机身模具三维热分析术
蒋武根姜年朝，光明张逊戴勇 ’王兴刚。周，，，
（．１总参六十所，苏南京２０１；．江１０６２南京航空航天大学航空宇航学院，江苏南京２０１）１０６
摘要：某无人机复合材料机身结构是由模压固化成型的。模具在固化过程中的温度分布不均匀和模具变形会影响到机身

基于ANSYS软件的挤压过程的数值模拟

从图中可以看出：当摩擦系数由００增加到０２，挤．５．时
压压力急速增加，由７５．ＫＮ上升到１．Ｋ５５Ｎ，增加了两倍多，可见摩擦系数对挤压压力的影响是十分显著的，因此在挤压过程中要提高润滑程度，使坯料和模具的摩擦
惯性力；材料流动变形服从Ｌｖ — ｓｓ程。ｅｙＭｉ方ｅ
其中，为接触面的法向应力，为接触表面的摩擦系数，同时还要满足力边界和面边界条件。
２工程实例模型
为检验分析计算模型的有效性，以工程中的一个实例进行分析计算。图２Ｎ示为金属挤压坯料和挤压模具结构示意图『。主要包括坯料和模具，工作带长度为６】３ｍｍ，坯料直径为２ｍｍ，模具高度２ｒｍ，模具角度为００ａ
面被当作接触面，一个目标单元和一个接触单元叫作一
接触分析的问题一般都需要考虑摩擦中的非线性，摩擦使问题的收敛性变得困难，在金属挤压塑性成形数值模拟中的摩擦边界条件定义为：网格进行网格划分析过程中认为
船舶机电设备７５
ｅａｒｈｓｅｃ
模具不发生塑性变形。
压比为２模具角度为１。摩擦系数分别设定为００、、５，．５
０１、０１、０２．Ｏ．５．进行数值模拟研究。
Ｌ
图３挤压几何模型图４挤压后的网格变形图
图６出了挤压压力与摩擦系数的变化关系曲线，示
一

基于ANSYS的注塑机结构分析及动模板优化设计

令，并设置好其他优化控制选项之后，完成优化循环控制文件。优化文件全部做完之后，其动模板的质量和性能与之前相比有了很大程度的提升．
结论：本文在ＡＮＳＹＳ软件的基础上，通过分析注塑机的有限元零件的结构以及建立动
数。在每次进行动模板的优化设计时，目标函数以及状态变量都会被新生成的数据所
ＡＮＳＹＳ软件主要向用户提供了两种常用的优化方法：零阶近似方法和一阶方法，在此基础上，用户还可以添加自己的优化算法。零阶近似方法中，程序主要是用其因变量而非偏导数。在实际操作中，必须具体计算出目标函数、状态变量以及设计变量之间的关系，最后求得出各数据之间最小平方
代替，在这样的条件下，其优化程序就能够完成一次解的逼近。目标函数一次解逼近曲
模板的优化模型，能够使注塑机的动模板结构变形状况得到很大程度上的缓解和改变，同时使其最大应力值大大减少。同时，与传统的拓扑方法相比，这种优化算法能够大大缩短设计的周期并减少设计的成本，使注塑
ＮＳＯＲＴ，Ｕ，ＳＵＭＥＴ，Ｉ／ｍａｘ，ＳＯＲＴ，，ＭＡＸＮＳ０ＲＴ，Ｓ，ＡＶＧ
种最好的设计方案技术。最优的设计是一种十分有效率的工作方法，在ＡＮＳＹＳ软件当中
有二次开发专门设计的解释性文本语言，并为用户提供了十分强大的分析优化方法，其中的内容包括了具体参数、表达式、函数、重复功能以及用户的程序等，这种分析功能能够帮助用户优化任何可以被量化的工程
注塑机的前模板主要用于固定模具并具有导向作用，前模板的主要结构是模板的

挤压成形与模具设计课程虚拟仿真实验设计

挤压成形与模具设计课程虚拟仿真实验设计作者：赵熹李雨轩关世玺来源：《科教导刊》2023年第26期摘要飞行器制造工程专业重点培养学生解决飞行器制造领域复杂工程问题的能力，其中挤压成形及模具设计是核心课程，目标在于培养学生运用知识解决实际挤压工程问题的能力。

然而，当前各高校对于挤压工艺等课程普遍缺少实验教学，且受到实验条件苛刻的影响，该课程实验教学具有一定的危险性、实验器材短缺、资金匮乏，教学结果收效甚微。

文章设计了挤压成形与模具设计课程虚拟仿真实验设计，立足于学科前沿，将镁合金领域最先进的热成形技术融入实验教学项目，结合三维动画技术和人机交互技术，体现较好的高阶性、创新性和挑战度，做到以学生为中心、培养实践能力和创新能力为导向，以期提高学生在该领域方向的培养质量，让学生走上岗位后能尽快适应。

关键词挤压成形；人机交互；创新性；高阶性；挑战度中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdk.2023.26.017Virtual Simulation Experiment Design of Extrusion Forming andDie Design CourseZHAO Xi， LI Yuxuan， GUAN Shixi（College of Aeronautics and Astronautics， North University of China， Taiyuan， Shanxi 030051）Abstract The major of aircraft manufacturing engineering focuses on cultivating students' ability to solve complex engineering problems in the field of aircraft manufacturing. Extrusion forming and die design are the core courses， aiming at cultivating students' ability to use knowledge to solve practical extrusion engineering problems. However， colleges and universities generally lack experimental teaching for extrusion process and other courses. Due to the harsh experimental conditions， there are certain risks， shortage of experimental equipment， lack of funds and other problems， the teaching results in this area have little effect. In this paper， the virtual simulation experiment design of extrusion forming and die design course is designed. Based on the frontier of the subject， the most advanced hot forming technology in the field of magnesium alloy is integrated into the experimental teaching project. Combined with three-dimensional animation technology and human-computer interaction technology， it reflects better innovation， high order and challenge. It is student-centered and oriented to cultivate practical ability and innovation ability， so as to improvethe training quality of students in this field， so that students can adapt to their jobs as soon as possible.Keywords extrusion forming; human-computer interaction; innovation; high order; challenges航空航天高端裝备的发展不仅对科技、经济带动作用巨大，还是涉及国家战略安全的关键。

基于ANSYS的热板温度场模拟与优化设计

化方法，以热管间距和热管功率为设计变量，热板表面最大温差为目标函数进行优化，以达到减小温差的目的，为优化热板温度场提供一种快速、科学的方法。
２热板温度场模拟２．１热板传热模型的简化
对热板的传热过程做以下基本假设：（１）周围空气温度恒定。（２）热管产生的热量全部传递给热板ｂ】ｏ（３）热板表面与周围空气以热对流方式进行热量交换。（４）不考虑传热过程中的辐射散热。（５）不考虑材料物性参数和边界条件随温度的变化。在以上基本假设的基础上。根据传热模型的对称性，选取其１／４模型作为热板传热分析和优化设计的简化模型（见图１）。
４．２７
２６
Ｏ．０２８
０．０５９
０．０７８
４０１
４８２
５４４．０６０
０．０７８
４０１
４８２
５４４
４．２５
面温差，为热板设计提供参考依据。
ｐ＼
壤薅
图６热板温度分布云图
图７热板表面温度分布云图
４结束语研究应用Ｎ，，ＳＹＳ有限元软件对ｑ引Ｄ４００Ｘ
４００Ｘ２型平板硫化机热板进行温度场模拟，再调用优化设计模块，采用综合优化方法优化热管间距和热管功率。达到预期优化目的，证明这种优化方法的可行性。优化分析结果显示，电热管间距排布和各电热管功率大小是造成热板表面温差偏大的主要原因。热管间距逐渐增大（Ｌ，＞Ｌｚ＞Ｌ－）以及各热管功率逐渐增大（Ｚ。＞Ｚ：＞Ｚ。）能显著减少热板表
选取实体单元Ｓ（础Ｄ７０对物理模型进行自由网格划分，总共有１３３９４个单元。边界条件及载荷定义完成后，设定计算终止时间为２７００Ｓ，最后提交
图３热板表面温度分布云图
由图３可见，热板表面最高温度为１５９．５７℃，最低温度为１４８．７５℃，最大温差达１０．８２℃，最高温度出现在热板的中间部分，而最低温度出现在边缘部分。温差较大。根据行业标准ＨＧ／ｒ２３９＆１９９２对热板表面温差的要求［６１：优等品≤３℃，一等品≤６℃，合格品≤１０℃。显然，此热板不符合标准要求。分析认为，造成热板表面温差偏大的主要原因是电热管等间距排布和各电热管功率相等。下面利用Ａ卜ｓＹＳ的优化模块对热板进行优化设计，以减小热板表面温差。

外文翻译热挤压模具的优化设计精品

Stress Analysis and Optimum Design of Hot Extrusion DiesAbstract: A three-dimensional model of a hot extrusion die was developed by using ANSYS software and its second development language—ANSYS parametric design language. A finite element analysis and optimum design were carried out. The three-dimensional stress diagram shows that the stress concentration is rather severe in the bridge of the hot extrusion die, and that the stress distribution is very uneven. The optimum dimensions are obtained. The results show that the optimum height of the extrusion die is 89.596 mm.The optimum radii of diffluence holes are 65.048 mm and 80.065 mm. The stress concentration is reduced by 27%.Key words: three-dimensional method; modeling; hot extrusion die; optimum design IntroductionWith the continuous improvement of living standards, better thermal conductivity of aluminum alloy profiles. Aluminum components widely used in every aspect of life. Therefore, the aluminum alloy extrusion profiles, profiles of various types of radiators have been widely used in electrical appliances, machinery, and other industries. Variable products and the growing diversity and complexity of high-precision, the extrusion process is the basis for extrusion die. It not only determines the shape, size, accuracy and surface state, but also affect the performance of the product. So extrusion die extrusion technology is the key.Studies to improve extrusion die quality and prolong its life span usually attempt to simplify 3-D finite element model to 2-D, but it is only right for simple structural shapes. Without a 3-D finite element analysis, the results cannot give practical manufacturing help and offer useful information[3-5]. In this paper, aluminium profile extrusion die was modeled to get in optimum design[6-8].1 Solid ModelingFigure 1 shows the male die of a hot extrusion planar combined die. Its external diameter is 227.000 mm, its height is 80.000 mm. Other parameters are shown in Fig.1. The modeling method is as follows.1.1 Coordinates of P1 and P5The coordinates of the point of intersection between the beeline L (y = kx + b) and the circular arc (x2 + y2 =R2) are1.2 Coordinates of P2 and P6The coordinates of the intersection point (P2) between beeline L1 (y = kx+b) andbeeline L2 (y =S1) areThe coordinates of the intersection point (P6) between beeline L3 (y = kx+b) and beeline L4 (y =S1) are1.3 Coordinates of P3, P4, P7, and P8P3 and P1 are symmetric about the y-axis. P4 and P2 are also symmetric about the y-axis. P7 and P5 are symmetric about the x-axis. P8 and P6 are also symmetric about the x-axis.1.4 Variables in the equationsIn Eqs. (1)-(6), for points P1 and P2, and R = R1. For points P5 and P6, and R = R2.R1, R2, T1, T2, S1, and S2 are the change rule along the height (H) of the die expressed as the functions R1=f1 (z), R2=f2 (z), T1=f3 (z), T2=f4 (z), S1=f5 (z), and S2=f6 (z), z €[0, H].1.5 Section shape at some heightWith lines linking P1-P4, P5-P8, with circular arc filleting at the point of intersection (P1-P8), the section shape at some height is obtained.1.6 Section shape at every heightH is divided to interfacial number (INUM) equal parts (INUM is decided by the precision, if the INUM is higher, the precision is better). The section shape is drawn at every height as shown in Fig. 2.1.7 Smooth curved surfaceUsing SKIN command in ANSYS, smooth curved surfaces were built along the lines. They are the surfaces of the influence hole. Using the VA (it generates a volume bounded by existing area) command, a solid was created from those surfaces.1.8 Symmetry of the dieThe main body and kernel of the die were drawn using the Boolean operations of add, subtract, etc. (Fig. 3).The symmetry of the die was used to accelerate the computations using a 1/4-solid model for the finite element analysis (Fig. 4).2 Computing ModelA planar die that extrudes the aluminium alloy (6063Al-Mg-Si) was used as an example. The liquidoid of Al is 657℃[9], and the melt temperature of Al+Mg2Si is 558℃. Taking the extrusion pressure and the products quality into account, the working temperature was determined to be 450℃.The die material is 4Cr5MoSiV1(H13). Below the 450℃, its Young modulus and Possion ratio are 210 GPa and 0.25, respectively. Its yield strength is 1200MPa.The friction coefficient is 0.3. The Solid92 3-D solid element was used to carry through the free mesh. In order to load the frictional force while extruding, the surface effect element Surf154 was used to produce the regular quadrangles (Fig. 5). For the 1600 textruder, the extrusion intensity was computed using Eq. (7)[10]. The values are shown in Table 1.The bridge collapse often takes place in the die. And its strength is determined by the height and the distribution of the diffluence holes. In this paper, the height (H) and the radii (R1 and R2) of the diffluence holes were used as design variables and the maximum equivalent pressure (s max) was used as the goal function.The design variable ranges are listed in Table 2.3 Computed ResultsFigure 6 is the equivalent stress diagram. From Fig. 6 we can see that the stress is largest at the bridge, as expected 24 maximum equivalent stress values are listed in Table 3 from large to small. The data shows that the nodal maximum equivalent stress is 1066.5 MPa, which is 14.5% higher than the second one (912.0 MPa), and that the stress convergence is very severe in the bridge, this part is apt to produce crack.The initial value of the design variables R1, R2, H, q1, and q2 were 75.000 mm, 88.000 mm, 80.000 mm, 30.000, and 30.000, respectively, and the maximum equivalent stress s max= 1066.5 MPa. In the 21 iterations, the optimum iteration was the eighteenth. The design variable values were R1=65.048 mm, R2=80.065 mm, H = 89.596 mm, q1=30.642, q2=20.045. The maximum equivalent stress s max= 723.1 MPa, which is 27% less. The optimum results are shown in Table 4.4 Conclusions1) Based on ANSYS software, its second development language APDL was used to develop a 3-D model of the hot extrusion die that extrudes aluminium profile has been obtained.2) The 3-D stress distribution was very uneven, with severe stress concentrations in the bridge of the hot extrusion die. The optimal geometric design had 27% lower maximum stress, A better die will not only reduce die number but also reduce time lost changing dies, which will greatly heighten productivity.3）Die cantilever design of large-scale streaming into false structure Not only is effective to reduce the pressure on the mold to take greater positive die as a result of dangerous sections of the fracture. greatly extend the life of the die, but this can not bring streaming bridge structure also more effective to reduce the thickness of the bottom die velocity, the velocity Extruded ensure a balanced, stable. Meanwhile, the structural design of the extrusion die for the wide disparity in thickness solid Profile Die Design, opened up a new way of thinking and approach.References[1] Karacs G. Computer aided methods for die design. Proceedings of the Conference on Mechanical Engineering, 1998, 2: 463-466.[2]Mueller G. Design optimization with the finite element program ANSYS. International Journal of Computer Applications in Technology, 1994, 7: 271-277.作者：帅词俊; 肖刚; 倪正顺;英文作者：SHUAI Cijun **; XIAO Gang; NI Zhengshun College of Mechanical and Electronic Engineering; Central South University; Changsha; China;[刊名]：Tsinghua Science and Technology, 清华大学学报(英文版), 编辑部邮箱2004年03期查询来源：中国学术期刊全文数据库查询网址：http://59.69.171.7/kns50/scdbsearch/scdetail.aspx?QueryID=14&CurRec=1热挤压模具的优化设计摘要：热挤压模具立体模型开发利用ANSYS软件及其二次开发语言ANSYS的参数设计，进行有限元分析和优化设计。

运用ANSYSWorkbench快速优化设计

运用ANSYS Workbench快速优化设计SolidWorks是一个优秀的、应用广泛的3D设计软件，尤其在大装配体方面使用了独特的技术来优化系统性能。

本文给出几种改善SolidWorks装配体性能的方法，在相同的系统条件下，能够进步软件的可操纵性，进而进步设计效率。

众所周知，大多数3D设计软件在使用过程中都会出现这样的情况，随着装配零件数目和复杂度增加，软件对系统资源的需求就相对增加，系统的可操纵性就会下降。

造成这种状况的原因有两种：一是计算机系统硬件配置不足，二是没有公道使用装配技术。

本文对这两种情况进行分析并提出相应的解决方案。

一、计算机系统配置不足的解决方案SolidWorks使用过程中，计算机硬件配置不足是导致系统性能下降的直接原因，其中CPU、内存、显卡的影响最大。

假如计算机系统内存不足，Windows就自动启用虚拟内存，由于虚拟内?*挥谟才蹋?斐上低衬诖嬗胗才唐捣苯换皇?荩?贾孪低承阅芗本缦陆担籆 PU性能过低时，延长运算时间，导致系统响应时间过长；显卡性能不佳时引起视图更新慢，移动模型时出现停顿现象，并导致CPU占用率增加。

运行SolidWorks的计算机推荐以下配置方案：CPU：奔腾Ⅱ以上内存：小零件或装配体(少于300个特征或少于1000个零件)，内存最少为512M；大零件或装配体(大于1000个特征或2500个零件)，内存需要1G或更多；虚拟内存一般设为物理内存的2倍。

显卡：支持OpenGL的独立显卡(避免采用集成显卡)，显存最好大于64M。

对于现有的计算机，使用以下方法分析系统瓶颈，有针对性地升级计算机。

(1)在SolidWorks使用过程中启动Windows任务治理器，在性能页，假如CPU的占用率经常在100%，那么系统瓶颈就在CPU或显卡，建议升级CPU或显卡；假如系统内存大部分被占用，虚拟内存使用量又很大，操纵过程中硬盘灯频繁闪烁，这说明系统瓶颈在内存，建议扩大内存。

【机械类文献翻译】热挤压模具的优化设计

Stress Analysis and Optimum Design of Hot Extrusion DiesAbstract:A three-dimensional model of a hot extrusion die was developed by using ANSYS software and its second development language—ANSYS parametric design language.A finite element analysis and optimum design were carried out.The three-dimensional stress diagram shows that the stress concentration is rather severe in the bridge of the hot extrusion die,and that the stress distribution is very uneven. The optimum dimensions are obtained.The results show that the optimum height of the extrusion die is89.596mm.The optimum radii of diffluence holes are65.048mm and80.065mm.The stress concentration is reduced by27%.Key words:three-dimensional method;modeling;hot extrusion die;optimum design IntroductionWith the continuous improvement of living standards,better thermal conductivity of aluminum alloy profiles.Aluminum components widely used in every aspect of life. Therefore,the aluminum alloy extrusion profiles,profiles of various types of radiators have been widely used in electrical appliances,machinery,and other industries. Variable products and the growing diversity and complexity of high-precision,the extrusion process is the basis for extrusion die.It not only determines the shape,size, accuracy and surface state,but also affect the performance of the product.So extrusion die extrusion technology is the key.Studies to improve extrusion die quality and prolong its life span usually attempt to simplify3-D finite element model to2-D,but it is only right for simple structural shapes.Without a3-D finite element analysis,the results cannot give practical manufacturing help and offer useful information[3-5].In this paper,aluminium profile extrusion die was modeled to get in optimum design[6-8].1Solid ModelingFigure1shows the male die of a hot extrusion planar combined die.Its external diameter is227.000mm,its height is80.000mm.Other parameters are shown in Fig.1.The modeling method is as follows.1.1Coordinates of P1and P5The coordinates of the point of intersection between the beeline L(y=kx+b)and the circular arc(x2+y2=R2)are1.2Coordinates of P2and P6The coordinates of the intersection point(P2)between beeline L1(y=kx+b)andbeeline L2(y=S1)areThe coordinates of the intersection point(P6)between beeline L3(y=kx+b)and beeline L4(y=S1)are1.3Coordinates of P3,P4,P7,and P8P3and P1are symmetric about the y-axis.P4and P2are also symmetric about the y-axis.P7and P5are symmetric about the x-axis.P8and P6are also symmetric about the x-axis.1.4Variables in the equationsIn Eqs.(1)-(6),for points P1and P2,and R=R1.For points P5and P6, and R=R2.R1,R2,T1,T2,S1,and S2are the change rule along the height(H)of the die expressed as the functions R1=f1(z),R2=f2(z),T1=f3(z),T2=f4(z),S1=f5(z), and S2=f6(z),z€[0,H].1.5Section shape at some heightWith lines linking P1-P4,P5-P8,with circular arc filleting at the point of intersection(P1-P8),the section shape at some height is obtained.1.6Section shape at every heightH is divided to interfacial number(INUM)equal parts(INUM is decided by the precision,if the INUM is higher,the precision is better).The section shape is drawn at every height as shown in Fig.2.1.7Smooth curved surfaceUsing SKIN command in ANSYS,smooth curved surfaces were built along the lines.They are the surfaces of the influence ing the VA(it generates a volume bounded by existing area)command,a solid was created from those surfaces.1.8Symmetry of the dieThe main body and kernel of the die were drawn using the Boolean operations of add,subtract,etc.(Fig.3).The symmetry of the die was used to accelerate the computations using a1/4-solid model for the finite element analysis(Fig.4).2Computing ModelA planar die that extrudes the aluminium alloy(6063Al-Mg-Si)was used as an example.The liquidoid of Al is657℃[9],and the melt temperature of Al+Mg2Si is 558℃.Taking the extrusion pressure and the products quality into account,the working temperature was determined to be450℃.The die material is4Cr5MoSiV1(H13).Below the450℃,its Young modulus and Possion ratio are210GPa and0.25,respectively.Its yield strength is1200MPa.The friction coefficient is0.3.The Solid923-D solid element was used to carry through the free mesh.In order to load the frictional force while extruding,the surface effect element Surf154was used to produce the regular quadrangles(Fig.5).For the1600textruder,the extrusion intensity was computed using Eq.(7)[10].The values are shown in Table1.The bridge collapse often takes place in the die.And its strength is determined by the height and the distribution of the diffluence holes.In this paper,the height(H)and the radii(R1and R2)of the diffluence holes were used as design variables and the maximum equivalent pressure(s max)was used as the goal function.The design variable ranges are listed in Table2.3Computed ResultsFigure6is the equivalent stress diagram.From Fig.6we can see that the stress is largest at the bridge,as expected24maximum equivalent stress values are listed in Table3from large to small.The data shows that the nodal maximum equivalent stress is1066.5MPa,which is14.5%higher than the second one(912.0MPa),and that the stress convergence is very severe in the bridge,this part is apt to produce crack.The initial value of the design variables R1,R2,H,q1,and q2were75.000mm, 88.000mm,80.000mm,30.000 ,and30.000 ,respectively,and the maximum equivalent stress s max=1066.5MPa.In the21iterations,the optimum iteration was the eighteenth.The design variable values were R1=65.048mm,R2=80.065mm,H= 89.596mm,q1=30.642 ,q2=20.045 .The maximum equivalent stress s max= 723.1MPa,which is27%less.The optimum results are shown in Table4.4Conclusions1)Based on ANSYS software,its second development language APDL was used to develop a3-D model of the hot extrusion die that extrudes aluminium profile has been obtained.2)The3-D stress distribution was very uneven,with severe stress concentrations in the bridge of the hot extrusion die.The optimal geometric design had27%lower maximum stress,A better die will not only reduce die number but also reduce time lost changing dies,which will greatly heighten productivity.3）Die cantilever design of large-scale streaming into false structure Not only is effective to reduce the pressure on the mold to take greater positive die as a result of dangerous sections of the fracture.greatly extend the life of the die,but this can not bring streaming bridge structure also more effective to reduce the thickness of the bottom die velocity,the velocity Extruded ensure a balanced,stable.Meanwhile,the structural design of the extrusion die for the wide disparity in thickness solid Profile Die Design,opened up a new way of thinking and approach.References[1]Karacs puter aided methods for die design.Proceedings of the Conference on Mechanical Engineering,1998,2:463-466.[2]Mueller G.Design optimization with the finite element program ANSYS. International Journal of Computer Applications in Technology,1994,7:271-277.作者：帅词俊;肖刚;倪正顺;英文作者：SHUAI Cijun**;XIAO Gang;NI Zhengshun College of Mechanical and Electronic Engineering;Central South University;Changsha;China;[刊名]：Tsinghua Science and Technology,清华大学学报(英文版),编辑部邮箱2004年03期查询来源：中国学术期刊全文数据库查询网址：http://59.69.171.7/kns50/scdbsearch/scdetail.aspx?QueryID=14&CurRec=1热挤压模具的优化设计摘要：热挤压模具立体模型开发利用ANSYS软件及其二次开发语言ANSYS的参数设计，进行有限元分析和优化设计。

(完整版)ANSYS优化设计(含几个实例)

ANSYS 优化设计1.认识ANSYS优化模块1.1 什么时候我需要它的帮忙？什么是ANSYS优化？我想说明一个例子要比我在这里对你絮叨半天容易理解的多。

注意过普通的水杯吗?底面圆圆的，上面加盖的哪一种.仔细观察一下，你会发现比较老式的此类水杯有一个共同特点：底面直径＝水杯高度。

图1 水杯的简化模型为什么是这样呢?因为只有满足这个条件，才能在原料耗费最少的情况下使杯子的容积最大。

在材料一定的情况下，如果水杯的底面积大，其高度必然就要小；如果高度变大了,底面积又大不了，如何调和这两者之间的矛盾？其实这恰恰就反应了一个完整的优化过程。

在这里，一个水杯的材料是一定的，所要优化的变量就是杯子底面的半径r和杯子的高度h,在ANSYS的优化模块里面把这些需要优化的变量叫做设计变量（DV）;优化的目标是要使整个水杯的容积最大，这个目标在ANSYS的优化过程里叫目标函数（OBJ);再者，对设计变量的优化有一定的限制条件，比如说整个杯子的材料不变,这些限制条件在ANSYS的优化模块中用状态变量（SV）来控制。

下面我们就来看看ANSYS中怎么通过设定DV、SV、OBJ，利用优化模块求解以上问题。

首先参数化的建立一个分析文件(假设叫volu.inp），水杯初始半径为R＝1,高度为H＝1（DV),由于水杯材料直接喝水杯的表面积有关系，这里假设水杯表面积不能大于100,这样就有S＝2πRH＋2πR2〈100（SV)，水杯的容积为V＝πR2H(OBJ)。

File:volu。

inp （用参数直接定义也可或者在命令栏内直接写)R=1H=1S=2＊3.14＊R*H+2*3。

14＊R*RV=10000/（3.14＊R*R*H）然后再建一个优化分析文件（假设叫optvolu。

inp）,设定优化变量，并求解。

/clear,nostart/input，volu，inp/optopanl,volu，inpopvar,R，dv，1，10，1e-2opvar,H,dv，1,10，1e-2opvar,S，sv,，100,1e—2opvar,V，obj,，,1e—2opkeep,onoptype，subpopsave，optvolu，opt0opexec最后，打开Ansys6.1，在命令输入框中键入“/input,optvolu，inp”，整个优化过程就开始了.图2 ANSYS优化过程图几秒钟的优化过程结束后，让我们来看一下优化的结果：/optoptlist,all图3 优化结果1上图中左右带*的SET 22是最优解，由此可以看出,要想在表面积一定的情况下使水杯容积最大，的确有这样一个规律 H=D=2＊R.有兴趣的同志可以用求极值的方法演算一下,一定会得到相同的答案。

基于ANSYS的热成型模具结构优化

基于ANSYS的热成型模具结构优化陈远怀;曹阳根;杜雪林;苏钰【摘要】基于冲压成型工艺试验分析系统,针对模具内材料受热膨胀将对模具导向装置及结构造成干涉的问题,利用有限元分析软件ANSYS对模内温度场进行热力耦合分析,得出各部分材料的热膨胀程度.为基于正向压边模架的模内加热装置提供可靠的实验参数和热力学设计依据,提高了模具结构设计的合理性,达到优化设计的目的.【期刊名称】《轻工机械》【年(卷),期】2015(033)002【总页数】4页(P73-76)【关键词】冲压成型;模内加热;ANSYS软件;温度场;热力耦合【作者】陈远怀;曹阳根;杜雪林;苏钰【作者单位】上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;上海工程技术大学材料工程学院,上海201620;上海工程技术大学材料工程学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TG386.1;TP391.9近年来，热成型工艺在汽车领域的运用越来越广泛。

热成型工艺是一种基于模内淬火的高温板料成型技术，热成型工艺可以有效消除传统工艺高强度钢成型时极易出现的断裂、回弹、变形抗力大等工艺问题。

通过热成型制造实现更大程度的车身轻量化，从而减小汽车的油耗和尾气的排放，为保护人类生存环境做出了贡献[1]。

在此背景下，文章在热成型现有技术基础上，进一步深化研究热成型技术，使其能够直接在模内加热，提高生产效率。

热成型基本上采用的是冲压模外加热，如以钢板(初始强度为500～600 MPa)为例，将其加热至奥氏体化状态，然后快速转移到模具中高速冲压成型，在保证一定压力的情况下，制件在模具本体中以大于27 ℃·s-1的冷却速度进行淬火处理，保压淬火一段时间，以获得具有均匀马氏体组织的超高强度钢零件[2]。

冲压模内加热即在模具内进行加热后进行冲压，相对模外加热而言，模内加热提高了加热温度控制的准确性，改善了冲压加工工艺，保证了制件基本性能要求，大大提高了生产效率[3]。

中衡外文翻译--热挤压模具的优化【设计明细】-精品

Stress Analysis and Optimum Design of Hot Extrusion DiesAbstract: A three-dimensional model of a hot extrusion die was developed by using ANSYS software and its second development language—ANSYS parametric design language. A finite element analysis and optimum design were carried out. The three-dimensional stress diagram shows that the stress concentration is rather severe in the bridge of the hot extrusion die, and that the stress distribution is very uneven. The optimum dimensions are obtained. The results show that the optimum height of the extrusion die is 89.596 mm.The optimum radii of diffluence holes are 65.048 mm and 80.065 mm. The stress concentration is reduced by 27%.Key words: three-dimensional method; modeling; hot extrusion die; optimum design IntroductionWith the continuous improvement of living standards, better thermal conductivity of aluminum alloy profiles. Aluminum components widely used in every aspect of life. Therefore, the aluminum alloy extrusion profiles, profiles of various types of radiators have been widely used in electrical appliances, machinery, and other industries. Variable products and the growing diversity and complexity of high-precision, the extrusion process is the basis for extrusion die. It not only determines the shape, size, accuracy and surface state, but also affect the performance of the product. So extrusion die extrusion technology is the key.Studies to improve extrusion die quality and prolong its life span usually attempt to simplify 3-D finite element model to 2-D, but it is only right for simple structural shapes. Without a 3-D finite element analysis, the results cannot give practical manufacturing help and offer useful information[3-5]. In this paper, aluminium pro die was modeled to get in optimum design[6-8].1 Solid ModelingFigure 1 shows the male die of a hot extrusion planar combined die. Its external diameter is 227.000 mm, its height is 80.000 mm. Other parameters are shown in Fig.1. The modeling method is as follows.1.1 Coordinates of P1 and P5The coordinates of the point of intersection between the beeline L (y = kx + b) and the circular arc (x2 + y2 =R2) are1.2 Coordinates of P2 and P6The coordinates of the intersection point (P2) between beeline L1 (y = kx+b) andbeeline L2 (y =S1) areThe coordinates of the intersection point (P6) between beeline L3 (y = kx+b) and beeline L4 (y =S1) are1.3 Coordinates of P3, P4, P7, and P8P3 and P1 are symmetric about the y-axis. P4 and P2 are also symmetric about the y-axis. P7 and P5 are symmetric about the x-axis. P8 and P6 are also symmetric about the x-axis.1.4 Variables in the equationsIn Eqs. (1)-(6), for points P1 and P2, and R = R1. For points P5 and P6, and R = R2.R1, R2, T1, T2, S1, and S2 are the change rule along the height (H) of the die expressed as the functions R1=f1 (z), R2=f2 (z), T1=f3 (z), T2=f4 (z), S1=f5 (z), and S2=f6 (z), z €[0, H].1.5 Section shape at some heightWith lines linking P1-P4, P5-P8, with circular arc filleting at the point of intersection (P1-P8), the section shape at some height is obtained.1.6 Section shape at every heightH is divided to interfacial number (INUM) equal parts (INUM is decided by the precision, if the INUM is higher, the precision is better). The section shape is drawn at every height as shown in Fig. 2.1.7 Smooth curved surfaceUsing SKIN command in ANSYS, smooth curved surfaces were built along the lines. They are the surfaces of the influence hole. Using the VA (it generates a volume bounded by existing area) command, a solid was created from those surfaces.1.8 Symmetry of the dieThe main body and kernel of the die were drawn using the Boolean operations of add, subtract, etc. (Fig. 3).The symmetry of the die was used to accelerate the computations using a 1/4-solid model for the finite element analysis (Fig. 4).2 Computing ModelA planar die that extrudes the aluminium alloy (6063Al-Mg-Si) was used as an example. The liquidoid of Al is 657℃[9], and the melt temperature of Al+Mg2Si is 558℃. Taking the extrusion pressure and the products quality into account, the working temperature was determined to be 450℃.The die material is 4Cr5MoSiV1(H13). Below the 450℃, its Young modulus and Possion ratio are 210 GPa and 0.25, respectively. Its yield strength is 1200MPa.The friction coefficient is 0.3. The Solid92 3-D solid element was used to carry through the free mesh. In order to load the frictional force while extruding, the surface effect element Surf154 was used to produce the regular quadrangles (Fig. 5). For the 1600 textruder, the extrusion intensity was computed using Eq. (7)[10]. The values are shown in Table 1.The bridge collapse often takes place in the die. And its strength is determined by the height and the distribution of the diffluence holes. In this paper, the height (H) and the radii (R1 and R2) of the diffluence holes were used as design variables and the maximum equivalent pressure (s max) was used as the goal function.The design variable ranges are listed in Table 2.3 Computed ResultsFigure 6 is the equivalent stress diagram. From Fig. 6 we can see that the stress is largest at the bridge, as expected 24 maximum equivalent stress values are listed in Table 3 from large to small. The data shows that the nodal maximum equivalent stress is 1066.5 MPa, which is 14.5% higher than the second one (912.0 MPa), and that the stress convergence is very severe in the bridge, this part is apt to produce crack.The initial value of the design variables R1, R2, H, q1, and q2 were 75.000 mm, 88.000 mm, 80.000 mm, 30.000, and 30.000, respectively, and the maximum equivalent stress s max= 1066.5 MPa. In the 21 iterations, the optimum iteration was the eighteenth. The design variable values were R1=65.048 mm, R2=80.065 mm, H = 89.596 mm, q1=30.642, q2=20.045. The maximum equivalent stress s max= 723.1 MPa, which is 27% less. The optimum results are shown in Table 4.4 Conclusions1) Based on ANSYS software, its second development language APDL was used to develop a 3-D model of the hot extrusion die that extrudes aluminium pro been obtained.2) The 3-D stress distribution was very uneven, with severe stress concentrations in the bridge of the hot extrusion die. The optimal geometric design had 27% lower maximum stress, A better die will not only reduce die number but also reduce time lost changing dies, which will greatly heighten productivity.3）Die cantilever design of large-scale streaming into false structure Not only is effective to reduce the pressure on the mold to take greater positive die as a result of dangerous sections of the fracture. greatly extend the life of the die, but this can not bring streaming bridge structure also more effective to reduce the thickness of the bottom die velocity, the velocity Extruded ensure a balanced, stable. Meanwhile, the structural design of the extrusion die for the wide disparity in thickness solid Pro Design, opened up a new way of thinking and approach.References[1] Karacs G. Computer aided methods for die design. Proceedings of the Conference on Mechanical Engineering, 1998, 2: 463-466.[2]Mueller G. Design optimization with the finite element program ANSYS. International Journal of Computer Applications in Technology, 1994, 7: 271-277.作者：帅词俊; 肖刚; 倪正顺;英文作者：SHUAI Cijun **; XIAO Gang; NI Zhengshun College of Mechanical and Electronic Engineering; Central South University; Changsha; China;[刊名]：Tsinghua Science and Technology, 清华大学学报(英文版), 编辑部邮箱2004年03期查询来源：中国学术期刊全文数据库查询网址：热挤压模具的优化设计摘要：热挤压模具立体模型开发利用ANSYS软件及其二次开发语言ANSYS的参数设计，进行有限元分析和优化设计。

8保护螺母温挤压成形模具设计及ANSYS分析

图６显示了凹模在挤压过程中的应力分析结果。从图中可以看出，凹模的应力分布是不均匀的，且主要集中在毛坯与凹模内壁的接触附近，有螺纹的角点处的应力值比其它地方的应力要大，变化梯度也较大，但应力的最大值没有超过材料的许用应力值，满足设计要求。根据以上计算分析的结果，结合某机车车辆厂的实际情况和生产条件，根据本设计方案设计并制造了相应的模具，生产出了质量合格的产品，生产效率也满足需要。所生产的气缸螺栓保护螺母如图７所示。
１０４
锻压技术
第３２卷
在应力梯度变化大的载荷作用区附近采用了映射方式密划单元，其它区域则采用自由方式划分单元。本模型共划分了１８８４１个节点、１１６７８个单元。
图５１／４凹模离散化后的数学模型Ｆｉｇ．５Ｑｕａｒｔｅｒｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｄｉｓｐｅｒｓｅｄｄｉｅ
在ＡＮＳＹＳ分析过程中，模具所受的约束条件和载荷分布情况按模具的实际工况而定：凹模下底面紧靠下模座，其上各节点的轴向位移设置为零；凹模上表面台阶面是由坚固圈和固定板固定，其上各节点的径向位移和轴向位移均设置为零，其它处
万方数据
就可节约钢材达４ｔ多，经济效益十分显著。
参考文献：
［１］吴诗淳．冷温挤压技术ＥＭ］．北京：国防工业出版社，
１９９５．Ｅ２３谢建新，刘静安．金属挤压理论与技术［Ｍ］．北京：冶金工
业出版社，２００１．［３］洪深泽．挤压工艺及模具设计［Ｍ］．北京：机械工业出版
社，１９９５．［４］庞祖高，苏广才，夏薇，等．影响温挤压模具的寿命因素及
２２．７％提高到现在的８３．６％，每年可节省钢材４ｔ多。这为生产相似零件提供了有益的依据和成功的经验。
关键词：温挤压；模具设计；挤压工艺；有限元分析

ANSYS塑性成形计算机仿真

ANSYS塑性成形计算机仿真ANSYS塑性成形计算机仿真在工程领域中起到了非常重要的作用。

通过计算机仿真，可以预测材料在塑性成形过程中的行为，优化工艺参数，提高产品质量和生产效率。

本文将对ANSYS塑性成形计算机仿真进行详细介绍。

在传统的工艺设计中，通常需要通过试验来确定最佳工艺参数。

然而，试验成本高昂且耗时长。

而ANSYS塑性成形计算机仿真可以通过建立适当的模型和参数设置来模拟实际的成形过程，准确预测材料在成形过程中的行为和性能。

1.定义几何模型：首先需要通过计算机辅助设计软件绘制产品的三维几何模型，然后将几何模型导入到ANSYS软件中。

2.材料建模：根据实际材料的力学性能，选择适当的材料模型进行建模。

常见的塑性成形材料包括铝合金、钢材等。

根据实验数据和理论模型，可以通过ANSYS软件中的材料模型参数设置来模拟材料的塑性行为。

3.边界条件和加载：在模拟塑性成形过程中，需要定义适当的边界条件和加载方式。

例如，可以设置初始应力状态、模具和工件之间的摩擦系数、模具的位移或力来加载工件。

4.网格划分：在模拟过程中，需要将几何模型划分为离散的单元网格。

网格划分的精度会影响计算结果的准确性，因此需要根据具体问题进行合理的网格划分。

5.求解和分析：在模拟过程中，通过ANSYS软件的求解器进行计算，可以得到工件在成形过程中的各种参数。

通过对计算结果的分析，可以了解材料的应力分布、变形情况等。

6.优化设计：通过模拟计算结果，可以根据不同的工艺参数进行比较和分析，找到最佳的工艺参数。

可以通过改变模具形状、材料厚度等参数来优化塑性成形过程。

ANSYS塑性成形计算机仿真可以用于各种塑性成形工艺的仿真，包括挤压、拉伸、冲压等。

例如，在汽车工业中，可以使用ANSYS塑性成形计算机仿真来模拟汽车车身的冲压成形过程，预测金属在冲压过程中的变形情况和应力分布，优化工艺参数，提高产品质量和生产效率。

总之，ANSYS塑性成形计算机仿真是一种非常有价值的工程工具，可以在塑性成形过程中提供准确的预测和优化。

基于Deform-3D铝棒材热挤压速度的优化

甘纯，刘旭，张超
（四川希望汽车职业学院机电工程系，四川资阳６４ｌ３００）
摘要：借助ＵＧ三维软件建立了铝合金棒料挤压模型，利用Ｄｅ￣ｒｍ一３Ｄ数值模拟软件对棒材在一定预热温度下以不同的挤压速
厂————■
艺分析和下模设计要求的提高，数值仿真技术在这
一
领域得到了广泛应用。目前，铝型材挤压过程的数
值模拟研究大多使用有限元法，通过在计算机上模
拟整个挤压成形过程，研究金属材料的应力应变状态、流变特性等参数变化规律，及早发现挤压制品中
基于以上假设，结合流动理论及有限元变分原理［４＇Ｉ，推导出稳定温度场挤压成形的热传导方程为：
毒（Ｋ鲁）＋妾（）＋鲁（誓）＝０（１）
１建立模型及设定模拟参数
１，１挤压模型的建立
了在不同挤压速度下金属材料流动均匀性、应力场、应变场、温度场、破坏系数等的变化规律。
本假设Ｉ１： ①材料均匀且各向同性； ②材料成形过程中体积不变，并忽略体积力与惯性力作用； ③无加工
硬化； ④金属流动服从列维一米塞斯法则。
关键词：铝合金棒材；热挤压成形；Ｄｅｆｏｒｍ３Ｄ；挤压速度；数值模拟
中图分类号：ＴＧ３７６．２文献标识码：Ａ

基于ANSYS的多边形铝型材热挤压模的三维建模技术研究

基于ANSYS的多边形铝型材热挤压模的三维建模技术研究陈乐恒;倪正顺;邵军
【期刊名称】《湖南工业大学学报》
【年(卷),期】2009(023)002
【摘要】在对多边形铝型材热挤压模具结构进行分析的基础上,利用ANSYS内含的APDL语言,实现了其三维参数化建模,为模具的三维热力耦合分析和模具结构的优化设计奠定了基础,对于工程中应用ANSYS进行三维建模分析具有借鉴意义.【总页数】3页(P63-65)
【作者】陈乐恒;倪正顺;邵军
【作者单位】湖南工业大学,机械工程学院,湖南,株洲,412008;湖南工业大学,机械工程学院,湖南,株洲,412008;湖南工业大学,机械工程学院,湖南,株洲,412008
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.C+和Ti+注入铝型材热挤压模表面改性研究 [J], 李才巨;叶红榜;熊大民;朱心昆;苏云生;王剑华
2.用RW40合金制造铝型材热挤压模试验研究 [J], 王荣滨
3.多边形铝型材热挤压模三维热力耦合分析与优化设计 [J], 倪正顺;陈乐恒;吴吉平
4.基于ANSYS的三维建模方法与热挤压模具的优化设计 [J], 帅词俊;倪正顺
5.多边形铝型材热挤压模的优化设计研究 [J], 倪正顺;陈乐恒;吴吉平;邵军
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基于ANSYS软件的注塑机定模板的设计与优化

基于ANSYS软件的注塑机定模板的设计与优化
石峰
【期刊名称】《轻工机械》
【年(卷),期】2008(026)004
【摘要】在PRO/E软件和ANSYS Workbench软件的协同环境下,直接采用ANSYS软件提供的先进的拓扑优化功能,在有限元分析的基础上对160 t注塑机定模板进行拓扑优化.首先对注塑机模板系统进行实体建模和有限元分析,确定应力和应变的分布情况.在此基础上建立目标函数并对其进行优化,根据研究结论对原模板设计提出改进方案.优化后的结构在刚度和强度上将有很大提高,从而解决了如上所述的工程实际问题,也就是在满足最大刚度的前提下,找出最佳的材料分配方案.即最佳的筋板分布形式.
【总页数】4页(P13-16)
【作者】石峰
【作者单位】浙江工商职业技术学院实训中心,浙江,宁波,315012
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.73;TP320.66
【相关文献】
1.运用ANSYS软件对注塑机调模板进行有限元分析 [J], 李竞;李小平;陈宏滨
2.基于Ansys的注塑机动模板的优化设计 [J], 李明辉; 张鑫; 申晔龙
3.基于拓扑优化的二板式注塑机动模板轻量化设计 [J], 张哲衍;葛鹏翔;娄军强;傅
南红;李国平;陈星欣;柳丽
4.基于Ansys的注塑机前模板结构参数优化设计 [J], 李明辉;李波
5.基于ANSYS软件的注塑机注射活塞杆紧母的分析优化 [J], 郭永增
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热挤压模具设计有限元分析毕业设计[管理资料]

目录此文本含运行文本，请索要！！摘要 (2)Abstract (3)概述 (4)第1章立式挤压模具主要技术参数及功能的确定 (4) (6) (6)第2章立式铜挤压模具的设计及参数的确定 (8) (8) (11) (12)挤压轴的尺寸 (12) (12)挤压筒的设计 (13) (13) (15)挤压筒的尺寸的确定 (16) (18)第3章对挤压模具的ANSYS接触性能分析 (19)ANSYS接触能力 (19)─面接触单元 (19)—面的接触分析 (19) (20) (21) (25)第4章结论 (28) (28)展望 (28)附录一有限元分析程序 (29)致谢 (21)参考文献 (32)随着信息技术的飞速发展，CAE技术在铝型材挤压模具设计制造领域的应用正越来越受到世界各国的关注。

尽快把最新的有限元分析技术应用到整个挤压模具设计与制造过程中，让更多的模具工程师掌握这种优化设计方法，以提高我国铝型材挤压行业及其模具制造业的市场竞争力.有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。

它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。

ANSYS软件是融结构，热，流体，电磁，声学于一体的大型通用有限元分析软件，其代码长度超过10000行，可广泛用于石油化工，航空航天，机械制造，能源，电子，造船，汽车交通，国防军工，日用家电等一般工业及科学研究，是目前最主要的FEA 程序。

本文提出的用ANSYS来分析热挤压模具零件，发挥了计算机在计算和处理数据方面的优势，使大量的计算有计算机来完成。

使计算的数据更加准确，节省了大量的人力。

研究结果表明：运用理论解析、物理模拟和数值模拟等方法，对铝型材挤压的变形过程、应力场和温度场分布及变化、摩擦与润滑等问题进行了大量的分析和实验，并根据其研究成果对挤压模具进行了优化，提高了铝型材挤压模具设计与制造水平。

基于PRO E与ANSYS集成实现的压铸模具温度场仿真

基于PROE与ANSYS集成实现的压铸模具温度场仿真newmaker压铸模具是现代制造业的重要工艺装备。

在生产中，其温度场及热应力场为非稳定状态，即随时间变化，各性能参数均发生改变。

生产实践证明，压铸模具设计、制造完成之后，即使发现错误。

也难以进行较大的修改。

所以在模具设计之前就采用数值模拟技术。

预测各部位的温度场和热应力场分布及其变化规律。

对于优化压铸模具结构设计，提高铸件质量，延长模具使用寿命，降低成本，加快产品的升级换代，均具有重要意义。

计算机数值模拟技术的应用，为控制压铸模具温度场及热应力场提供了有效的途径。

压铸模具有限元分析所涉及的实际铸件。

其形状都非常复杂，以致数值模拟的前处理阶段，即实体造型和网格剖分往往花费大量时间．影响了计算的精度和效率。

因此，迅速而准确地进行实体造型及单元剖分。

并使单元剖分与模具和铸件结构形状和数学模型相协调。

对提高模拟分析结果的真实性和实用性有着重要的意义。

ANSYS软件是美国ANSYS公司开发的大型通用有限元分析程序，其分析功能强大。

并能有效的求解温度场、散热场以及多场耦合问题；但其实体建模功能有限，只能处理一些相对简单的模型，难以胜任形状复杂的铸件造型。

Pro/E是美国PTC公司开发的专业CAD 软件，是一个基于特征的实体造型系统。

其主要功能在于能进行便捷的参数化设计。

通过Pro/E可以快速方便的建立形状复杂的模型。

虽然它带有CAE模块，但相比专业的CAE 软件还略有不足。

因此可行的解决方案是结合两者的优势，在Pro/E中建模，获得尽量逼近真实铸件形状的模型。

然后导入ANSYS中进行模拟分析。

这样，就可利用压铸模具的温度场仿真来解决实际的工程问题。

1 ANSYS与Pro/E的集成为将ANSYS直接集成在Pro/E中，使Pro/E生成的模型能完整的导入到ANSYS中。

需将ANSYS与Pro/E的接口进行如下的设置：(1)在同台计算机的同一操作系统下安装有Pro/E和ANSYS两种软件；(2)保证上述两种软件的版本兼容，Pro/E的版本不得高于同期的ANSYS的版本；(3)ANSYS 10.0必须和Pro/E wildfire2.0相连；(4)操作路径为：开始→程序→ANSYS→ANS ADSNUtility→Configurationoptions→Configuration Connection for Pro/E。