[发明专利]一种高效的型材挤压模具设计方法

权利要求书

1.一种高效的型材挤压模具设计方法，包括如下步骤：

（1）获取型材特征信息：首先提取型材特征信息输入到专家知识库中；

（2）基于专家知识库的工艺设计：以获取的型材特征信息为关键词在专家知识库中检索相似的实例，如果检索到相似案例，则直接调出模具设计的工艺方案；如检索不到相似案例，则通过专家知识库所提供的工艺设计准则与经验知识交互完成挤压模具设计；

（3）数值模拟分析：根据型材截面特征的不同选用不同数值模拟方法，然后自动生成数值模拟系统所需的前处理文件并导入到数值模拟软件中，利用计算机完成试模过程，最后自动输出数值模拟结果；

（4）数值修模：通过数值模拟结果判定模具设计方案是否合理，并依据模拟结果制定挤压模具的优化方案，指导实际挤压过程中的修模。

2.根据权利要求1所述的高效的型材挤压模具设计方法，其特征在于：所述型材特征信息包括产品材料、形状特征、型材横截面面积、最大外接圆直径、最大和最小壁厚、内孔个数和截面复杂系数。

3.根据权利要求1所述的高效的型材挤压模具设计方法，其特征在于：所述的型材特征信息输入包括两种方式：一是直接从专家知识库中检索出同类型的型材产品，并进行相关的特征修改；二是直接导入型材产品的二维工程图文件，并通过向导输入相关的型材的特征信息。

4.根据权利要求1所述的高效的型材挤压模具设计方法，其特征在于：所述的专家知识库包含型材产品分类数据库、铝合金/镁合金材料数据库、型材挤压模具设计准则和挤压模具设计实例。

5.根据权利要求1所述的高效的型材挤压模具设计方法，其特征在于：所述的数值模拟方法是采用有限元法或有限体积法和任意拉格朗日-欧拉法相结合的计算方法，根据型材截面特征的不同，在型材挤压的非稳态阶段采用有限元法或有限体积法进行模拟，而稳态挤压阶段采用任意拉格朗日-欧拉法进行模拟。

6.根据权利要求1所述的高效的型材挤压模具设计方法，其特征在于：所述的数值模拟结果包括金属的流动变形、挤压型材出口流速、挤压力和挤压模具的应力。

7.根据权利要求1所述的高效的型材挤压模具设计方法，其特征在于：所述修模的目标函数为：

（1）挤压型材出口流速均方差S.D.<0.1，S.D.的计算公式如下：

S.D.=Σi=1n(vi-v‾)2n]]>

式中，n为挤压型材出口截面内网格节点的个数；v_i为出口截面上第i个节点的 流速；为出口截面上所有节点的平均流速；

（2）挤压过程中最大挤压力F_max小于挤压机的公称压力p，即F_max<p；

（3）挤压模具的最大应力σ_max小于模具材料在工作温度下的许用应力σ_b，即σ_max<σ_b。