优化铝合金型材淬火工艺：温度均匀与变形减小的数值模拟

本文主要探讨了"铝合金挤压型材淬火模拟研究及工艺参数的改进"这一主题，发表于2013年2月的《湖南大学学报(自然科学版)》第40卷第2期。论文针对铝合金型材在喷水淬火过程中常见的冷却速度不均导致的截面变形问题，采用FLUENT和ANSYS-WORKBENCH这两个业界广泛使用的软件平台进行深入研究。 作者李落星、胡理中、刘志文和姚再起合作，他们首先构建了一个详细的有限元模型，模拟了“U”形铝合金挤压型材在喷水冷却过程中的温度场、残余应力以及变形等关键物理现象。研究了三种不同喷嘴速度设计方案的效果，旨在优化工艺参数，使冷却过程更加均匀，从而减少型材的变形。 结果显示，通过对工艺参数的优化，如喷嘴速度在型材截面上的分布，可以显著改善淬火过程中的温度分布和等效应力状态。具体来说，优化后的设计使得温度场更加均匀，最大等效应力减小，从而减小了型材的变形程度。这表明，数值模拟方法对于调整和改进型材淬火过程中的喷嘴速度参数具有显著作用，能够为实际挤压生产提供精准的指导和决策依据。 关键词包括挤压铝型材、淬火、喷嘴速度、温度场和数值模拟。该研究的重要贡献在于将理论模型与实际工业生产相结合，为提升铝合金挤压型材的淬火质量提供了科学依据和技术支持，对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。整个研究体现了自然科学领域中工程热力学和材料科学的交叉应用，展示了现代计算机辅助工程(CAE)技术在解决实际工业问题上的价值。