铝挤压工艺中的流-固耦合

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在轧制或挤出等大规模成形工艺中,金属合金在热固态下变形,材料在理想塑性条件下流动。可以使用计算流体动力学有效地模拟这种工艺,其中材料视为粘度取决于速度和温度的高粘度流体。运动材料的内部摩擦作为热源,因此传热方程与控制流体动力学部分的传热方程完全耦合。当涉及大变形时,这种方法非常有利。

模型改编自基准研究。原始基准模型求解热-结构耦合,这里使用替代方案,将非牛顿流与传热方程相耦合。另外,由于了解由流体压力和热载荷引起的口模中的应力非常有用,因此模型将结构力学分析添加到了另外两个分析中。

将现有的实验数据与仿真的数值结果进行了比较,二者非常一致。根据仿真结果,工程师可以通过调整相关的物理参数和操作条件来改进口模的初步设计。

案例中展示的此类问题通常可通过以下产品建模:

传热模块 结构力学模块