基于试验设计和响应曲面法的大型带筋薄壁铝型材挤压工艺优化北大核心CSCD

以某大型带筋薄壁铝型材为研究对象,基于BBD试验设计、响应曲面法以及有限元模拟仿真,建立了工作带出口处型材截面流速均方差、最大挤压力与设计变量的响应函数关系,开展了穿孔针挤压成形工艺优化。研究结果表明:挤压速度是影响大型带筋薄壁铝型材穿孔针挤压成形材料流速的均匀性和挤压力大小的最显著因素。挤压成形工艺优化后,最优坯料温度为509.2℃、最优模具温度为506.1℃、最优挤压筒温度为518.8℃、最优挤压速度为0.2 mm·s^(-1),所对应的铝型材流速范围为5.393~8.910 mm·s^(-1)、温度范围为509.1~510.3℃、最大挤压力为119.4 MN,获得了理想的材料流速与温度分布均匀性,型材圆筒部分和筋部组织均匀,晶粒大小形貌相近,并显著降低了挤压力,满足了实际生产需求。