薄壁中空型材分流模挤压缺陷产生机理及出口流速精确控制

以汽车防撞梁为典型研究对象,开展型材分流模挤压试模出现的内加强筋壁厚减薄和开裂等缺陷产生机理研究,并提出挤压出模口横截面流速均匀性的精确控制方法。首先,基于任意拉格朗日−欧拉混合算法建立了型材分流模挤压稳态有限元模型。然后,基于材料流速均方差和焊合压力评价揭示型材挤压壁厚减薄和焊缝开裂的产生原因。最后,为了实现对出模口型材横截面流速的均匀控制,提出了“优化分流孔/引流槽、增添阻流块、基于Kriging近似模型和多岛遗传算法优化工作带”的分流模结构多步优化设计方法。结果表明:优化后出模口型材横截面流速均方差由23.75 mm/s减少到1.63 mm/s,型材壁厚尺寸误差小于0.1 mm。同时,型材横截面的温差大小和焊缝质量明显改善,最大温差降低27.2℃,焊合压力提升16.5%,焊缝基本为完全再结晶组织。