鋁合金型材擠壓成形過程非常復(fù)雜，是在高溫、高壓、復(fù)雜摩擦狀態(tài)等復(fù)雜條件下的成形過程，屬于三維流動(dòng)、非線性、大變形問題。型材斷面越復(fù)雜，變形的不均勻性越顯著，如果模具設(shè)計(jì)不合理，型材截面上各部分的金屬流動(dòng)不均勻，造成在擠出?？讜r(shí)就越容易以不同的速度流出，從而使型材產(chǎn)生扭擰、波浪、彎曲以及裂紋等缺陷而報(bào)廢，模具也極容易損壞。

目前鋁型材擠壓模具的設(shè)計(jì)還停留在依靠工程類比和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)階段，所設(shè)計(jì)的模具必須經(jīng)過反復(fù)試模和修模來調(diào)整，嚴(yán)重影響了企業(yè)的產(chǎn)品及模具開發(fā)周期和生產(chǎn)效率，影響模具質(zhì)量和模具壽命，增加經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本。

因此，在鋁型材擠壓工藝和模具開發(fā)過程中采用成形過程數(shù)值模擬技術(shù)，可以在制模以前就對(duì)成形過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，從而獲得鋁合金在模腔內(nèi)的流動(dòng)變形和擠壓件形狀、擠壓件內(nèi)部信息，如位移、速度、溫度、應(yīng)力、應(yīng)變、壓力等物理場量的分布，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)擠壓件和模具結(jié)構(gòu)中可能出現(xiàn)的缺陷，從而評(píng)價(jià)擠壓工藝及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，進(jìn)而實(shí)行工藝和模具設(shè)計(jì)方案的及時(shí)修改，通過再次反復(fù)的計(jì)算機(jī)仿真模擬的“虛擬試模”，可以確定優(yōu)化后的工藝和模具設(shè)計(jì)方案，并將此解決方案投入實(shí)際擠壓生產(chǎn)中，即保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，也提高模具使用壽命，甚至能夠達(dá)到零試模的目的，這是鋁型材現(xiàn)代化生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

面向鋁型材生產(chǎn)制造企業(yè)和擠壓模具生產(chǎn)制造企業(yè)，針對(duì)單個(gè)的鋁型材產(chǎn)品和對(duì)應(yīng)擠壓模具初始設(shè)計(jì)方案，建立有限元數(shù)值模擬三維模型。通過使用有限元數(shù)值分析軟件對(duì)型材擠壓過程進(jìn)行有限元數(shù)值模擬，經(jīng)過多次反復(fù)模擬，分析比較數(shù)值模擬結(jié)果，以金屬流出擠壓模具工作帶時(shí)的流速均勻性為關(guān)鍵目標(biāo)，以確保高質(zhì)量成形為目的，確定最佳的擠壓工藝參數(shù)，并同步優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)初始設(shè)計(jì)加工參數(shù)，最終篩選確定能夠保證模具結(jié)構(gòu)加工參數(shù)和擠壓工藝參數(shù)二者相互適應(yīng)、優(yōu)化匹配、具有實(shí)際應(yīng)用可行性的“模具設(shè)計(jì)和擠壓工藝完整配套”解決方案，用以指導(dǎo)實(shí)際批量化擠壓生產(chǎn)，并為其它類似鋁型材擠壓件的開發(fā)提供具有實(shí)際價(jià)值的理論指導(dǎo)。