【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空载具制造中挤压模具的仿真优化，具体涉及一种空心型材挤压模具分流孔快速优化方法。
技术介绍
1、航空载具在航空飞行器中大量使用，为了航空飞行器的稳定性，要求航空载具具有高刚度和轻重量的特点，根据不同装载件的特点，航空载具需要有贴合装载件外形的外轮廓，经常一个载具要固定3至5个装载件，这又要求载具有空心的内轮廓，因此航空载具总体来看是具有复杂内外轮廓和变壁厚的空心体。
2、目前，关于航空载具的制造加工：一般采用铸造工艺，但是铸造气孔分布无法控制，影响航空载具合格率和耐久性；还有的采用挤压工艺，虽然质量稳定性相对铸造工艺有很大提高，但航空载具具有复杂内外轮廓、变壁厚、空心等特征，其挤压模具的设计不仅复杂而且周期漫长，其中耗时最多、难度最大的是分流孔设计，因为分流孔对金属流动均匀性的影响最大，其形状、断面尺寸直接影响到挤压制品的质量，如果分流孔设计不合理，挤出型材将会出现弯曲、扭曲、开裂等缺陷，严重影响载具型材挤压工艺设计和生产任务进度。
3、目前，挤压模具分流孔优化方法主要是利用deform等有限元模拟软件与实验相结合的方法，一般采用lagrangian增量法、ale法、steady-state稳态等算法进行仿真计算，虽然deform等有限元模拟软件可以有效减少试模修模次数，但是利用deform等有限元模拟软件进行挤压过程流动分析时，需要占用大量的计算机资源，模拟计算一次的时间较长，短则几小时，长则几天，时间成本太大。
技术实现思路
1、本专利技
2、本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种空心型材挤压模具分流孔快速优化方法，包括步骤：
4、s1）空心型材挤压模具初始设计
5、根据挤压件的形状尺寸，确定分流比k，k=σf分/f型，σf分为各分流孔面积之和，f型为型材断面总面积，确定工作带长度等长，根据挤压设备吨位确定挤压筒半径，并计算挤压比λ，λ=f筒/f型，f筒为挤压筒腔的断面面积，得到挤压模具的初始设计；
6、s2）建立对应的电流场几何模型
7、根据挤压模具初始设计，提取金属流道建立对应的电流场几何模型，电流场几何模型包括依次分布的挤压筒区域、分流孔区域、焊合室区域、工作带区域；
8、s3）设置电流场几何模型电流模拟参数及边界条件
9、设置电流场几何模型电流模拟参数及边界条件，包括挤压筒区域电导率、焊合室区域电导率、工作带区域电导率和挤压筒区域上表面法向电流密度j0，工作带区域下表面接地；
10、s4）设置分流孔区域电导率
11、获取分流孔区域各流道区域入口截面面积，分别记为s1、s2、…、sn，记流道区域入口截面面积最大为smax，电流场几何模型中各流道区域电导率按下式计算：
12、σi=si/smax，其中si表示各流道区域入口截面面积，σi表示各流道区域的电导率；
13、s5）电流场几何模型电流模拟运算与结果分析
14、提交电流模拟运算并提取电流场计算结果，计算各流道区域对应的工作带区域下表面的平均电流密度ji及工作带区域下表面整体平均电流密度ja，并计算ji的极差r；
15、s6）分流孔区域优化
16、基于极差r，对各流道区域截面面积大小进行优化，当极差r＞0.05λj0时，对各流道区域截面面积按下式进行优化调整：
17、si’=si-（ji-ja）s/（n ja），其中，si’表示调整后分流孔区域各流道区域入口截面面积，s表示分流孔区域各流道区域入口截面总面积；
18、更新si= si’，并重新完成s4）至s6）内容，直至r＜0.05λj0；
19、s7）挤压过程流动分析与工作带长度确定
20、根据分流孔区域优化结果，调整挤压模具分流孔结构，进行挤压过程流动分析，基于挤压过程流动分析结果，确定工作带长度，保证各区域金属流动速度均匀且挤出型材未见明显变形。
21、进一步地，步骤s3）的具体步骤为：
22、s3.1）将电流场几何模型导入电流场模拟软件；
23、s3.2）设置挤压筒区域上表面法向电流密度j0数值大小等于挤压速度v0；
24、s3.3）设置挤压筒区域、焊合室区域的电导率参数为相等定值；
25、s3.4）设置工作带区域下表面接地，获取工作带区域不同截面厚度b，记最大厚度为bmax，工作带区域不同厚度截面的电导率按下式计算：
26、σ’=b/bmax，其中σ’表示工作带区域不同厚度截面的电导率。
27、作为一种优选实施例，空心型材为航空载具。
28、作为一种优选实施例，空心型材采用铝合金材质。
29、本专利技术的有益效果是：
30、本方法利用挤压成形速度场与对应电流场几何模型电流场相似关系，采用类电流场法优化电流场几何模型，可以在很短时间即可快速估算挤压成形速度场，克服目前deform等有限元软件需要几小时才能求解的问题，极大缩短模具设计流程。
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1.一种空心型材挤压模具分流孔快速优化方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的一种空心型材挤压模具分流孔快速优化方法，其特征在于，步骤S3）的具体步骤为：
3.如权利要求1或2所述的一种空心型材挤压模具分流孔快速优化方法，其特征在于：空心型材为航空载具。
4.如权利要求1或2所述的一种空心型材挤压模具分流孔快速优化方法，其特征在于：空心型材采用铝合金材质。
【技术特征摘要】
1.一种空心型材挤压模具分流孔快速优化方法，其特征在于，包括步骤：
2.如权利要求1所述的一种空心型材挤压模具分流孔快速优化方法，其特征在于，步骤s3）的具体步骤为：
3.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：兰箭，张世超，钱东升，邓加东，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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