[发明专利]一种挤压筒三维应力场的模拟方法及装置

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明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，本发明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。

根据本发明的一实施方式，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。

根据本发明的一实施方式，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。

根据本发明的一实施方式，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。

根据本发明的一实施方式，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。

根据本发明的一实施方式，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。