一种挤压筒三维应力场的模拟方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种挤压筒三维应力场的模拟方法及装置，该模拟方法包括建立三维几何模型；根据所述挤压筒三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压筒进行加热模拟；根据所述挤压坯料三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压坯料进行加热模拟；根据所述挤压工具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压工具进行加热模拟；根据所述挤压模具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压模具进行加热模拟；以及将加热模型合并形成挤压筒受压模型，对挤压筒进行挤压模拟，以获取挤压筒三维应力场。本发明专利技术使挤压筒的挤压模拟更加符合实际工况，进而提高了模拟精度。

Method and device for simulating three-dimensional stress field of extrusion cylinder

The invention discloses a device and a method for simulation of extrusion cylinder three-dimensional stress field, the simulation methods include the establishment of three-dimensional geometric model; according to the three-dimensional geometric model of the extrusion cylinder and the heating support three-dimensional geometric model of extrusion heating simulation; extrusion billet according to the three-dimensional geometric model and the heating support the 3D geometric model of extrusion billet heating simulation; extrusion tools according to the 3D geometric model and the three-dimensional geometric model of bearing heating extrusion tools for heating simulation; mould according to the three-dimensional geometric model of the extrusion and the heating support three-dimensional geometric model of extrusion die for heating and heating simulation; model and formation of extrusion cylinder the compression model of extrusion, extrusion simulation, extrusion cylinder to obtain 3D stress field. The extrusion simulation of the extrusion cylinder is more in line with the actual working condition, thereby improving the simulation accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种挤压筒三维应力场的模拟方法及装置
本专利技术涉及一种三维应力场模拟方法及模拟装置，具体而言，涉及一种挤压筒的三维应力场模拟方法及模拟装置。
技术介绍
随着挤压机向大型化、高端化发展，对挤压筒功能性和可靠性要求也越来越高，进而导致挤压筒结构愈发复杂，重要细部结构不断增多，这也使得挤压筒强度设计难度增大。挤压筒三维应力场是挤压筒强度设计的重要指标，准确的三维应力场计算结果对强度设计具有重要参考价值。目前，挤压筒载荷边界条件施加方法为将静态载荷均布施加于挤压筒内衬内壁，这与实际工况存在较大差别，偏于保守的计算结果导致挤压筒外形设计尺寸偏大，制造成本也居高不下，严重阻碍了挤压机整机设计水平的提升。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种能够准确反映动态载荷下挤压筒的实际工况，以准确获取挤压筒动态载荷三维应力场的模拟方法及模拟装置。为实现上述目的，本专利技术的挤压筒三维应力场的模拟方法，包括如下步骤：建立挤压筒三维几何模型、挤压坯料三维几何模型、挤压工具三维几何模型和挤压模具三维几何模型；利用第二几何模型创建工具建立加热支座三维几何模型；根据所述挤压筒三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压筒进行加热模拟，以得到第一加热模型；根据所述挤压坯料三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压坯料进行加热模拟，以得到第二加热模型；根据所述挤压工具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压工具进行加热模拟，以得到第三加热模型；根据所述挤压模具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压模具进行加热模拟，以得到第四加热模型；以及将所述第一加热模型、第二加热模型、第三加热模型和第四加热模型合并形成挤压筒受压模型，对挤压筒进行挤压模拟，以获取挤压筒三维应力场。根据本专利技术的一实施方式，根据所述挤压筒三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压筒进行加热模拟包括：将所述挤压筒三维几何模型设置于所述加热支座三维几何模型上；将所述加热支座三维几何模型设置为刚体，所述挤压筒三维几何模型的各层设置为可变形体；向所述挤压筒三维几何模型的各层和所述加热支座三维几何模型添加边界条件，并通过接触表参数设置挤压筒的各层及加热支座之间的接触关系，对挤压筒进行加热模拟。根据本专利技术的一实施方式，根据所述挤压坯料三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压坯料进行加热模拟包括：将所述挤压坯料三维几何模型设置于所述加热支座三维几何模型上；将所述加热支座三维几何模型设置为刚体，所述挤压坯料三维几何模型设置为可变形体；向所述挤压坯料三维几何模型和所述加热支座三维几何模型添加边界条件，并通过接触表参数设置挤压坯料及加热支座之间的接触关系，对挤压坯料进行加热模拟。根据本专利技术的一实施方式，根据所述挤压工具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压工具进行加热模拟包括：将所述挤压工具三维几何模型设置于所述加热支座三维几何模型上；将所述加热支座三维几何模型设置为刚体，所述挤压工具三维几何模型设置为可变形体；向所述挤压工具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型添加边界条件，并通过接触表参数设置挤压工具及加热支座之间的接触关系，对挤压工具进行加热模拟。根据本专利技术的一实施方式，根据所述挤压模具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压模具进行加热模拟包括：将所述挤压模具三维几何模型设置于所述加热支座三维几何模型上；将所述加热支座三维几何模型设置为刚体，所述挤压模具三维几何模型设置为可变形体；向所述挤压模具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型添加边界条件，并通过接触表参数设置挤压模具及加热支座之间的接触关系，对挤压模具进行加热模拟。根据本专利技术的一实施方式，将所述第一加热模型、第二加热模型、第三加热模型和第四加热模型合并形成挤压筒受压模型，对挤压筒进行挤压模拟包括：按照挤压筒受压模型的装配图将所述第一加热模型、第二加热模型、第三加热模型和第四加热模型合并形成挤压筒受压模型；将所述挤压筒受压模型设置为可变形体；向所述挤压筒受压模型添加边界条件，并通过接触表参数设置挤压筒、挤压坯料、挤压工具和挤压模具之间的接触关系，对挤压筒进行挤压模拟。根据本专利技术的一实施方式，所述边界条件包括材料、网格、摩擦和温度。本专利技术的挤压筒三维应力场的模拟装置，包括：第一建模单元，利用第一几何模型创建工具建立挤压筒三维几何模型、挤压坯料三维几何模型、挤压工具三维几何模型和挤压模具三维几何模型；第二建模单元，利用第二几何模型创建工具建立加热支座三维几何模型；第一加热模拟单元，根据所述挤压筒三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压筒进行加热模拟，以得到第一加热模型；第二加热模拟单元，根据所述挤压坯料三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压坯料进行加热模拟，以得到第二加热模型；第三加热模拟单元，根据所述挤压工具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压工具进行加热模拟，以得到第三加热模型；第四加热模拟单元，根据所述挤压模具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压模具进行加热模拟，以得到第四加热模型；以及挤压模拟单元，将所述第一加热模型、第二加热模型、第三加热模型和第四加热模型合并形成挤压筒受压模型，对挤压筒进行挤压模拟，以获取挤压筒三维应力场。根据本专利技术的一实施方式，所述挤压模拟单元包括：合并模块，按照挤压筒受压模型的装配图将所述第一加热模型、第二加热模型、第三加热模型和第四加热模型合并形成挤压筒受压模型；设定模块，将所述挤压筒受压模型设置为可变形体；模拟模块，向所述挤压筒受压模型添加边界条件，并通过接触表参数设置挤压筒、挤压坯料、挤压工具和挤压模具之间的接触关系，对挤压筒进行挤压模拟。根据本专利技术的一实施方式，所述边界条件包括材料、网格、摩擦和温度。本专利技术对影响挤压筒挤压模拟结果的挤压筒、挤压工具、挤压坯料以及挤压模具分别进行加热模拟，并结合上述模拟结果对挤压筒进行挤压模拟，使挤压筒的挤压模拟更加符合实际工况，进而提高模拟精度。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。附图说明图1为本专利技术一实施例的挤压筒三维应力场的模拟方法的流程示意图；图2为图1中根据所述挤压筒三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压筒进行加热模拟的流程示意图；图3为图1中根据所述挤压坯料三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压坯料进行加热模拟的流程示意图；图4为图1中根据所述挤压工具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压工具进行加热模拟的流程示意图；图5为图1中根据所述挤压模具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压模具进行加热模拟的流程示意图；图6为本专利技术一实施例的挤压筒进行挤压模拟的流程示意图；图7为本专利技术一实施例的挤压筒三维应力场的模拟装置的结构示意图。具体实施方式图1为本专利技术一实施例的挤压筒三维应力场的模拟方法的流程示意图。如图1所示，本专利技术的挤压筒三维应力场的模拟方法，包括如下步骤：步骤S10：建立加热支座三维几何模型、挤压筒三维几何模型、挤压坯料三维几何模型、挤压工具三维几何模型和挤压模具三维几何模型。其中，加热支座三维几何模型以及挤压筒三维几何模型、挤压坯料三维几何模型、挤压工具三维几何模型和挤压模具三维几何模型可以采用两种建本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种挤压筒三维应力场的模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：建立加热支座三维几何模型、挤压筒三维几何模型、挤压坯料三维几何模型、挤压工具三维几何模型和挤压模具三维几何模型；根据所述挤压筒三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压筒进行加热模拟，以得到第一加热模型；根据所述挤压坯料三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压坯料进行加热模拟，以得到第二加热模型；根据所述挤压工具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压工具进行加热模拟，以得到第三加热模型；根据所述挤压模具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压模具进行加热模拟，以得到第四加热模型；以及将所述第一加热模型、第二加热模型、第三加热模型和第四加热模型合并形成挤压筒受压模型，对挤压筒进行挤压模拟，以获取挤压筒三维应力场。

【技术特征摘要】
1.一种挤压筒三维应力场的模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：建立加热支座三维几何模型、挤压筒三维几何模型、挤压坯料三维几何模型、挤压工具三维几何模型和挤压模具三维几何模型；根据所述挤压筒三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压筒进行加热模拟，以得到第一加热模型；根据所述挤压坯料三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压坯料进行加热模拟，以得到第二加热模型；根据所述挤压工具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压工具进行加热模拟，以得到第三加热模型；根据所述挤压模具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压模具进行加热模拟，以得到第四加热模型；以及将所述第一加热模型、第二加热模型、第三加热模型和第四加热模型合并形成挤压筒受压模型，对挤压筒进行挤压模拟，以获取挤压筒三维应力场。2.如权利要求1所述的挤压筒三维应力场的模拟方法，其特征在于，根据所述挤压筒三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压筒进行加热模拟包括：将所述挤压筒三维几何模型设置于所述加热支座三维几何模型上；将所述加热支座三维几何模型设置为刚体，所述挤压筒三维几何模型的各层设置为可变形体；向所述挤压筒三维几何模型的各层和所述加热支座三维几何模型添加第一边界条件，并通过接触表参数设置挤压筒的各层及加热支座之间的接触关系，对挤压筒进行加热模拟。3.如权利要求1所述的挤压筒三维应力场的模拟方法，其特征在于，根据所述挤压坯料三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压坯料进行加热模拟包括：将所述挤压坯料三维几何模型设置于所述加热支座三维几何模型上；将所述加热支座三维几何模型设置为刚体，所述挤压坯料三维几何模型设置为可变形体；向所述挤压坯料三维几何模型和所述加热支座三维几何模型添加第二边界条件，并通过接触表参数设置挤压坯料及加热支座之间的接触关系，对挤压坯料进行加热模拟。4.如权利要求1所述的挤压筒三维应力场的模拟方法，其特征在于，根据所述挤压工具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压工具进行加热模拟包括：将所述挤压工具三维几何模型设置于所述加热支座三维几何模型上；将所述加热支座三维几何模型设置为刚体，所述挤压工具三维几何模型设置为可变形体；向所述挤压工具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型添加第三边界条件，并通过接触表参数设置挤压工具及加热支座之间的接触关系，对挤压工具进行加热模拟。5.如权利要求1所述的挤压筒三维应力场的模拟方法，其特征在于，根据所述挤压模具三维几何模型和所述加热支座三维几何模型对挤压模具进行加热模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽薇，田萃，葛文中，
申请(专利权)人：太重天津重型装备科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12