本發(fā)明涉及一種三維應(yīng)力場(chǎng)模擬方法及模擬裝置，具體而言，涉及一種擠壓筒的三維應(yīng)力場(chǎng)模擬方法及模擬裝置。

背景技術(shù)：

隨著擠壓機(jī)向大型化、高端化發(fā)展，對(duì)擠壓筒功能性和可靠性要求也越來(lái)越高，進(jìn)而導(dǎo)致擠壓筒結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，重要細(xì)部結(jié)構(gòu)不斷增多，這也使得擠壓筒強(qiáng)度設(shè)計(jì)難度增大。擠壓筒三維應(yīng)力場(chǎng)是擠壓筒強(qiáng)度設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，準(zhǔn)確的三維應(yīng)力場(chǎng)計(jì)算結(jié)果對(duì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)具有重要參考價(jià)值。

目前，擠壓筒載荷邊界條件施加方法為將靜態(tài)載荷均布施加于擠壓筒內(nèi)襯內(nèi)壁，這與實(shí)際工況存在較大差別，偏于保守的計(jì)算結(jié)果導(dǎo)致擠壓筒外形設(shè)計(jì)尺寸偏大，制造成本也居高不下，嚴(yán)重阻礙了擠壓機(jī)整機(jī)設(shè)計(jì)水平的提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠準(zhǔn)確反映動(dòng)態(tài)載荷下擠壓筒的實(shí)際工況，以準(zhǔn)確獲取擠壓筒動(dòng)態(tài)載荷三維應(yīng)力場(chǎng)的模擬方法及模擬裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的擠壓筒三維應(yīng)力場(chǎng)的模擬方法，包括如下步驟：

建立擠壓筒三維幾何模型、擠壓坯料三維幾何模型、擠壓工具三維幾何模型和擠壓模具三維幾何模型；

利用第二幾何模型創(chuàng)建工具建立加熱支座三維幾何模型；

根據(jù)所述擠壓筒三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓筒進(jìn)行加熱模擬，以得到第一加熱模型；

根據(jù)所述擠壓坯料三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓坯料進(jìn)行加熱模擬，以得到第二加熱模型；

根據(jù)所述擠壓工具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓工具進(jìn)行加熱模擬，以得到第三加熱模型；

根據(jù)所述擠壓模具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓模具進(jìn)行加熱模擬，以得到第四加熱模型；以及

將所述第一加熱模型、第二加熱模型、第三加熱模型和第四加熱模型合并形成擠壓筒受壓模型，對(duì)擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬，以獲取擠壓筒三維應(yīng)力場(chǎng)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，根據(jù)所述擠壓筒三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓筒進(jìn)行加熱模擬包括：

將所述擠壓筒三維幾何模型設(shè)置于所述加熱支座三維幾何模型上；

將所述加熱支座三維幾何模型設(shè)置為剛體，所述擠壓筒三維幾何模型的各層設(shè)置為可變形體；

向所述擠壓筒三維幾何模型的各層和所述加熱支座三維幾何模型添加邊界條件，并通過(guò)接觸表參數(shù)設(shè)置擠壓筒的各層及加熱支座之間的接觸關(guān)系，對(duì)擠壓筒進(jìn)行加熱模擬。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，根據(jù)所述擠壓坯料三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓坯料進(jìn)行加熱模擬包括：

將所述擠壓坯料三維幾何模型設(shè)置于所述加熱支座三維幾何模型上；

將所述加熱支座三維幾何模型設(shè)置為剛體，所述擠壓坯料三維幾何模型設(shè)置為可變形體；

向所述擠壓坯料三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型添加邊界條件，并通過(guò)接觸表參數(shù)設(shè)置擠壓坯料及加熱支座之間的接觸關(guān)系，對(duì)擠壓坯料進(jìn)行加熱模擬。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，根據(jù)所述擠壓工具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓工具進(jìn)行加熱模擬包括：

將所述擠壓工具三維幾何模型設(shè)置于所述加熱支座三維幾何模型上；

將所述加熱支座三維幾何模型設(shè)置為剛體，所述擠壓工具三維幾何模型設(shè)置為可變形體；

向所述擠壓工具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型添加邊界條件，并通過(guò)接觸表參數(shù)設(shè)置擠壓工具及加熱支座之間的接觸關(guān)系，對(duì)擠壓工具進(jìn)行加熱模擬。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，根據(jù)所述擠壓模具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓模具進(jìn)行加熱模擬包括：

將所述擠壓模具三維幾何模型設(shè)置于所述加熱支座三維幾何模型上；

將所述加熱支座三維幾何模型設(shè)置為剛體，所述擠壓模具三維幾何模型設(shè)置為可變形體；

向所述擠壓模具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型添加邊界條件，并通過(guò)接觸表參數(shù)設(shè)置擠壓模具及加熱支座之間的接觸關(guān)系，對(duì)擠壓模具進(jìn)行加熱模擬。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，將所述第一加熱模型、第二加熱模型、第三加熱模型和第四加熱模型合并形成擠壓筒受壓模型，對(duì)擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬包括：

按照擠壓筒受壓模型的裝配圖將所述第一加熱模型、第二加熱模型、第三加熱模型和第四加熱模型合并形成擠壓筒受壓模型；

將所述擠壓筒受壓模型設(shè)置為可變形體；

向所述擠壓筒受壓模型添加邊界條件，并通過(guò)接觸表參數(shù)設(shè)置擠壓筒、擠壓坯料、擠壓工具和擠壓模具之間的接觸關(guān)系，對(duì)擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述邊界條件包括材料、網(wǎng)格、摩擦和溫度。

本發(fā)明的擠壓筒三維應(yīng)力場(chǎng)的模擬裝置，包括：

第一建模單元，利用第一幾何模型創(chuàng)建工具建立擠壓筒三維幾何模型、擠壓坯料三維幾何模型、擠壓工具三維幾何模型和擠壓模具三維幾何模型；

第二建模單元，利用第二幾何模型創(chuàng)建工具建立加熱支座三維幾何模型；

第一加熱模擬單元，根據(jù)所述擠壓筒三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓筒進(jìn)行加熱模擬，以得到第一加熱模型；

第二加熱模擬單元，根據(jù)所述擠壓坯料三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓坯料進(jìn)行加熱模擬，以得到第二加熱模型；

第三加熱模擬單元，根據(jù)所述擠壓工具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓工具進(jìn)行加熱模擬，以得到第三加熱模型；

第四加熱模擬單元，根據(jù)所述擠壓模具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓模具進(jìn)行加熱模擬，以得到第四加熱模型；以及

擠壓模擬單元，將所述第一加熱模型、第二加熱模型、第三加熱模型和第四加熱模型合并形成擠壓筒受壓模型，對(duì)擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬，以獲取擠壓筒三維應(yīng)力場(chǎng)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述擠壓模擬單元包括：

合并模塊，按照擠壓筒受壓模型的裝配圖將所述第一加熱模型、第二加熱模型、第三加熱模型和第四加熱模型合并形成擠壓筒受壓模型；

設(shè)定模塊，將所述擠壓筒受壓模型設(shè)置為可變形體；

模擬模塊，向所述擠壓筒受壓模型添加邊界條件，并通過(guò)接觸表參數(shù)設(shè)置擠壓筒、擠壓坯料、擠壓工具和擠壓模具之間的接觸關(guān)系，對(duì)擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述邊界條件包括材料、網(wǎng)格、摩擦和溫度。

本發(fā)明對(duì)影響擠壓筒擠壓模擬結(jié)果的擠壓筒、擠壓工具、擠壓坯料以及擠壓模具分別進(jìn)行加熱模擬，并結(jié)合上述模擬結(jié)果對(duì)擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬，使擠壓筒的擠壓模擬更加符合實(shí)際工況，進(jìn)而提高模擬精度。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本公開(kāi)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的擠壓筒三維應(yīng)力場(chǎng)的模擬方法的流程示意圖；

圖2為圖1中根據(jù)所述擠壓筒三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓筒進(jìn)行加熱模擬的流程示意圖；

圖3為圖1中根據(jù)所述擠壓坯料三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓坯料進(jìn)行加熱模擬的流程示意圖；

圖4為圖1中根據(jù)所述擠壓工具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓工具進(jìn)行加熱模擬的流程示意圖；

圖5為圖1中根據(jù)所述擠壓模具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓模具進(jìn)行加熱模擬的流程示意圖；

圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬的流程示意圖；

圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的擠壓筒三維應(yīng)力場(chǎng)的模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的擠壓筒三維應(yīng)力場(chǎng)的模擬方法的流程示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的擠壓筒三維應(yīng)力場(chǎng)的模擬方法，包括如下步驟：

步驟S10：建立加熱支座三維幾何模型、擠壓筒三維幾何模型、擠壓坯料三維幾何模型、擠壓工具三維幾何模型和擠壓模具三維幾何模型。其中，加熱支座三維幾何模型以及擠壓筒三維幾何模型、擠壓坯料三維幾何模型、擠壓工具三維幾何模型和擠壓模具三維幾何模型可以采用兩種建模軟件進(jìn)行建模，例如加熱支座模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且要求不高，利用simufact軟件建模功能即可方便實(shí)現(xiàn)，省去了模型導(dǎo)出導(dǎo)入步驟，提高建模效率，而擠壓筒、擠壓坯料、擠壓工具和擠壓模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，利用SolidWorks軟件建模，所創(chuàng)建的加熱支座三維幾何模型、擠壓筒三維幾何模型、擠壓坯料三維幾何模型、擠壓工具三維幾何模型和擠壓模具三維幾何模型以文件形式進(jìn)行保存，供項(xiàng)目文件調(diào)用，保存文件的格式根據(jù)建模軟件而有所區(qū)別，例如文件的保存格式為*.stl。另外，為了便于后期選擇調(diào)用可以將三維幾何模型的文件名以相應(yīng)的幾何模型名稱(chēng)命名，例如將加熱支座三維幾何模型保存為加熱支座.stl、將擠壓筒三維幾何模型保存為擠壓筒.stl、將擠壓坯料三維幾何模型保存為擠壓坯料.stl、將擠壓工具三維幾何模型保存為擠壓工具.stl、將擠壓模具三維幾何模型保存為擠壓模具.stl。

步驟S20：根據(jù)所述擠壓筒三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓筒進(jìn)行加熱模擬，以得到第一加熱模型。

圖2為圖1中根據(jù)所述擠壓筒三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓筒進(jìn)行加熱模擬的流程示意圖。對(duì)擠壓筒進(jìn)行單獨(dú)加熱模擬可以采用金屬塑性成形模擬軟件Simufact進(jìn)行模擬，例如通過(guò)simufact軟件創(chuàng)建項(xiàng)目文件1，并將擠壓筒模型文件擠壓筒.stl導(dǎo)入至項(xiàng)目文件1中，按擠壓筒模型裝配總圖裝配，然后再將加熱支座模型文件加熱支座.stl也導(dǎo)入至項(xiàng)目文件1中，然后按以下步驟配置各項(xiàng)參數(shù)后進(jìn)行擠壓筒的單獨(dú)加熱模擬。如圖2所示，根據(jù)所述擠壓筒三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓筒進(jìn)行加熱模擬步驟包括：

步驟S201：將所述擠壓筒三維幾何模型設(shè)置于所述加熱支座三維幾何模型上。

步驟S202：將所述加熱支座三維幾何模型設(shè)置為剛體，所述擠壓筒三維幾何模型的各層設(shè)置為可變形體；

步驟S203：向所述擠壓筒三維幾何模型的各層和所述加熱支座三維幾何模型添加材料、網(wǎng)格、摩擦、溫度等第一邊界條件，并通過(guò)接觸表參數(shù)設(shè)置擠壓筒的各層及加熱支座之間的接觸關(guān)系，對(duì)擠壓筒進(jìn)行加熱模擬。

例如，對(duì)擠壓筒進(jìn)行加熱模擬添加的第一邊界條件以及接觸表參數(shù)如下：

擠壓筒內(nèi)襯、中襯材料為H13模具鋼，外套材料為5CrNiMo模具鋼；擠壓筒網(wǎng)格類(lèi)型為Slmesh Tetra，內(nèi)襯網(wǎng)格單元尺寸為10mm，中襯單元尺寸為15mm，外套單元尺寸為20mm，上述單元尺寸可兼顧計(jì)算精度和計(jì)算機(jī)配置確定；擠壓筒內(nèi)襯與加熱支座，內(nèi)襯與中襯、中襯與外套的摩擦類(lèi)型均為庫(kù)侖摩擦，摩擦系數(shù)均為0.3；擠壓筒各層溫度為室溫，設(shè)定為20℃，加熱爐Furnace temperature為450℃，加熱支座溫度與加熱爐溫度相同；擠壓筒內(nèi)襯與加熱支座接觸，方向Direction為1st to 2nd，類(lèi)型Type為Glued,內(nèi)襯與中襯接觸，方向Direction為Automatic，類(lèi)型Type為T(mén)ouching，過(guò)盈量Interference closure為0.5，中襯與外套接觸，方向Direction為Automatic，類(lèi)型Type為T(mén)ouching，過(guò)盈量Interference closure為0.7，擠壓筒和加熱支座均為1/4模型，建立對(duì)稱(chēng)平面Symmetry1、Symmetry2，擠壓筒和加熱支座與對(duì)稱(chēng)平面之間接觸，方向Direction均為1st to 2nd，類(lèi)型Type均為T(mén)ouching。

根據(jù)上述工藝參數(shù)對(duì)擠壓筒進(jìn)行加熱模擬可以得到第一加熱模型，第一加熱模型的結(jié)果命名為“Heating container”的項(xiàng)目文件1，第一加熱模型的模擬結(jié)果包括擠壓筒的變形、應(yīng)力、溫度場(chǎng)等，以便與其他模型的加熱模擬結(jié)果合并使用。以上所列的加熱模擬設(shè)定參數(shù)僅是為了舉例說(shuō)明用，可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)參數(shù)做相應(yīng)改變，本發(fā)明并不以此為限。

步驟S30：根據(jù)所述擠壓坯料三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓坯料進(jìn)行加熱模擬，以得到第二加熱模型。

圖3為圖1中根據(jù)所述擠壓坯料三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓坯料進(jìn)行加熱模擬的流程示意圖。對(duì)擠壓坯料進(jìn)行單獨(dú)加熱模擬可以采用金屬塑性成形模擬軟件Simufact進(jìn)行模擬，例如通過(guò)simufact軟件創(chuàng)建項(xiàng)目文件2，并將擠壓坯料模型文件擠壓坯料.stl導(dǎo)入至項(xiàng)目文件2中，然后再將加熱支座模型文件加熱支座.stl也導(dǎo)入至項(xiàng)目文件2中，然后按以下步驟配置各項(xiàng)參數(shù)后進(jìn)行擠壓坯料的單獨(dú)加熱模擬。如圖3所示，根據(jù)所述擠壓坯料三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓坯料進(jìn)行加熱模擬步驟包括：

步驟S301：將所述擠壓坯料三維幾何模型設(shè)置于所述加熱支座三維幾何模型上；

步驟S302：將所述加熱支座三維幾何模型設(shè)置為剛體，所述擠壓坯料三維幾何模型設(shè)置為可變形體；

步驟S303：向所述擠壓坯料三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型添加材料、網(wǎng)格、摩擦、溫度等第二邊界條件，并通過(guò)接觸表參數(shù)設(shè)置擠壓坯料及加熱支座之間的接觸關(guān)系，對(duì)擠壓坯料進(jìn)行加熱模擬。

例如，對(duì)擠壓坯料進(jìn)行加熱模擬添加的第二邊界條件以及接觸表參數(shù)如下：

擠壓坯料材料為H13模具鋼；擠壓坯料網(wǎng)格類(lèi)型為Slmesh Tetra，網(wǎng)格單元尺寸為10mm，單元尺寸可兼顧計(jì)算精度和計(jì)算機(jī)配置確定；擠壓坯料與加熱支座的摩擦類(lèi)型為庫(kù)侖摩擦，摩擦系數(shù)均為0.3；擠壓坯料溫度為室溫，設(shè)定為20℃，加熱爐Furnace temperature為500℃，加熱支座溫度與加熱爐溫度相同；擠壓坯料與加熱支座接觸，方向Direction為1st to 2nd，類(lèi)型Type為Glued；擠壓坯料和加熱支座均為1/4模型，建立對(duì)稱(chēng)平面Symmetry1、Symmetry2，擠壓坯料和加熱支座與對(duì)稱(chēng)平面之間接觸，方向Direction均為1st to 2nd，類(lèi)型Type均為T(mén)ouching。

根據(jù)上述工藝參數(shù)對(duì)擠壓坯料進(jìn)行加熱模擬可以得到第二加熱模型，第二加熱模型的結(jié)果命名為“Heating billet”的項(xiàng)目文件2，第二加熱模型的模擬結(jié)果包括擠壓坯料的變形、應(yīng)力、溫度場(chǎng)等，以便與其他模型的加熱模擬結(jié)果合并使用。以上所列的加熱模擬設(shè)定參數(shù)僅是為了舉例說(shuō)明用，可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)參數(shù)做相應(yīng)改變，本發(fā)明并不以此為限。

步驟S40根據(jù)所述擠壓工具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓工具進(jìn)行加熱模擬，以得到第三加熱模型。

圖4為圖1中根據(jù)所述擠壓工具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓工具進(jìn)行加熱模擬的流程示意圖。對(duì)擠壓工具進(jìn)行單獨(dú)加熱模擬可以采用金屬塑性成形模擬軟件Simufact進(jìn)行模擬，例如通過(guò)simufact軟件創(chuàng)建項(xiàng)目文件3，并將擠壓工具模型文件擠壓工具.stl導(dǎo)入至項(xiàng)目文件3中，然后再將加熱支座模型文件加熱支座.stl也導(dǎo)入至項(xiàng)目文件3中，然后按以下步驟配置各項(xiàng)參數(shù)后進(jìn)行擠壓工具的單獨(dú)加熱模擬。如圖4所示，根據(jù)所述擠壓工具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓工具進(jìn)行加熱模擬步驟包括：

步驟S401：將所述擠壓工具三維幾何模型設(shè)置于所述加熱支座三維幾何模型上；

步驟S402：將所述加熱支座三維幾何模型設(shè)置為剛體，所述擠壓工具三維幾何模型設(shè)置為可變形體；

步驟S403：向所述擠壓工具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型添加材料、網(wǎng)格、摩擦、溫度等第三邊界條件，并通過(guò)接觸表參數(shù)設(shè)置擠壓工具及加熱支座之間的接觸關(guān)系，對(duì)擠壓工具進(jìn)行加熱模擬。

例如，對(duì)擠壓工具進(jìn)行加熱模擬添加的第三邊界條件和接觸表參數(shù)如下：

擠壓工具材料為H13模具鋼；擠壓工具網(wǎng)格類(lèi)型為Slmesh Tetra，網(wǎng)格單元尺寸為10mm，單元尺寸可兼顧計(jì)算精度和計(jì)算機(jī)配置確定；擠壓工具與加熱支座的摩擦類(lèi)型為庫(kù)侖摩擦，摩擦系數(shù)均為0.3；擠壓工具溫度為室溫，設(shè)定為20℃，加熱爐Furnace temperature為450℃，加熱支座溫度與加熱爐溫度相同；擠壓工具與加熱支座接觸，方向Direction為1st to 2nd，類(lèi)型Type為Glued；擠壓工具和加熱支座均為1/4模型，建立對(duì)稱(chēng)平面Symmetry1、Symmetry2，擠壓工具和加熱支座與對(duì)稱(chēng)平面之間接觸，方向Direction均為1st to 2nd，類(lèi)型Type均為T(mén)ouching。

根據(jù)上述工藝參數(shù)對(duì)擠壓工具進(jìn)行加熱模擬可以得到第三加熱模型，第三加熱模型的結(jié)果命名為“Heating tool”的項(xiàng)目文件3，第三加熱模型的模擬結(jié)果包括擠壓工具的變形、應(yīng)力、溫度場(chǎng)等，以便與其他模型的加熱模擬結(jié)果合并使用。以上所列的加熱模擬設(shè)定參數(shù)僅是為了舉例說(shuō)明用，可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)參數(shù)做相應(yīng)改變，本發(fā)明并不以此為限。

步驟S50：根據(jù)所述擠壓模具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓模具進(jìn)行加熱模擬，以得到第四加熱模型。

圖5為圖1中根據(jù)所述擠壓模具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓模具進(jìn)行加熱模擬的流程示意圖。對(duì)擠壓模具進(jìn)行單獨(dú)加熱模擬可以采用金屬塑性成形模擬軟件Simufact進(jìn)行模擬，例如通過(guò)simufact軟件創(chuàng)建項(xiàng)目文件4，并將擠壓模具模型文件擠壓模具.stl導(dǎo)入至項(xiàng)目文件4中，然后再將加熱支座模型文件加熱支座.stl也導(dǎo)入至項(xiàng)目文件4中，然后按以下步驟配置各項(xiàng)參數(shù)后進(jìn)行擠壓模具的單獨(dú)加熱模擬。如圖5所示，根據(jù)所述擠壓模具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓模具進(jìn)行加熱模擬步驟包括：

步驟S501：將所述擠壓模具三維幾何模型設(shè)置于所述加熱支座三維幾何模型上；

步驟S502：將所述加熱支座三維幾何模型設(shè)置為剛體，所述擠壓模具三維幾何模型設(shè)置為可變形體；

步驟S503：向所述擠壓模具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型添加材料、網(wǎng)格、摩擦、溫度等第四邊界條件，并通過(guò)接觸表參數(shù)設(shè)置擠壓模具及加熱支座之間的接觸關(guān)系，對(duì)擠壓模具進(jìn)行加熱模擬。

例如，對(duì)擠壓模具進(jìn)行加熱模擬添加的第四邊界條件和接觸表參數(shù)如下：

擠壓模具材料為H13模具鋼；擠壓模具網(wǎng)格類(lèi)型為Slmesh Tetra，網(wǎng)格單元尺寸為10mm，單元尺寸可兼顧計(jì)算精度和計(jì)算機(jī)配置確定；擠壓模具與加熱支座的摩擦類(lèi)型為庫(kù)侖摩擦，摩擦系數(shù)均為0.3；擠壓模具溫度為室溫，設(shè)定為20℃，加熱爐Furnace temperature為450℃，加熱支座溫度與加熱爐溫度相同；擠壓模具與加熱支座接觸，方向Direction為1st to 2nd，類(lèi)型Type為Glued；擠壓模具和加熱支座均為1/4模型，建立對(duì)稱(chēng)平面Symmetry1、Symmetry2，擠壓模具和加熱支座與對(duì)稱(chēng)平面之間接觸，方向Direction均為1st to 2nd，類(lèi)型Type均為T(mén)ouching。

根據(jù)上述工藝參數(shù)對(duì)擠壓模具進(jìn)行加熱模擬可以得到第四加熱模型，第四加熱模型的結(jié)果命名為“Heating die”的項(xiàng)目文件4，第四加熱模型的模擬結(jié)果包括擠壓模具的變形、應(yīng)力、溫度場(chǎng)等，以便與其他模型的加熱模擬結(jié)果合并使用。以上所列的加熱模擬設(shè)定參數(shù)僅是為了舉例說(shuō)明用，可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)參數(shù)做相應(yīng)改變，本發(fā)明并不以此為限。

步驟S60：將所述第一加熱模型、第二加熱模型、第三加熱模型和第四加熱模型合并形成擠壓筒受壓模型，對(duì)擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬，以獲取擠壓筒三維應(yīng)力場(chǎng)。

圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬的流程示意圖。擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬利用以上各模型單獨(dú)加熱的模擬結(jié)果。對(duì)擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬可以采用金屬塑性成形模擬軟件Simufact進(jìn)行模擬，例如通過(guò)simufact軟件創(chuàng)建項(xiàng)目文件5，并將上述各項(xiàng)目文件加熱模擬后模型合并結(jié)果導(dǎo)入至項(xiàng)目文件5中，然后按以下步驟配置各項(xiàng)參數(shù)后進(jìn)行擠壓筒的擠壓模擬。如圖6所示，根據(jù)所述擠壓模具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓模具進(jìn)行加熱模擬步驟包括：

步驟S601：按照擠壓筒受壓模型的裝配圖將所述第一加熱模型、第二加熱模型、第三加熱模型和第四加熱模型合并形成擠壓筒受壓模型；

步驟S602：將所述擠壓筒受壓模型設(shè)置為可變形體；

步驟S603：向所述擠壓筒受壓模型添加材料、網(wǎng)格、摩擦、溫度等第五邊界條件，并通過(guò)接觸表參數(shù)設(shè)置擠壓筒、擠壓坯料、擠壓工具和擠壓模具之間的接觸關(guān)系，對(duì)擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬，獲取擠壓筒動(dòng)態(tài)載荷三維應(yīng)力場(chǎng)。

本發(fā)明對(duì)影響擠壓筒擠壓模擬結(jié)果的擠壓筒、擠壓工具、擠壓胚料以及擠壓模具分別進(jìn)行加熱模擬，并結(jié)合上述模擬結(jié)果對(duì)擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬，使擠壓筒的擠壓模擬更加符合實(shí)際工況，進(jìn)而提高模擬精度。

圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的擠壓筒三維應(yīng)力場(chǎng)的模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，擠壓筒三維應(yīng)力場(chǎng)的模擬裝置包括：建模單元701，建立加熱支座三維幾何模型、擠壓筒三維幾何模型、擠壓坯料三維幾何模型、擠壓工具三維幾何模型和擠壓模具三維幾何模型；加熱模擬單元702，用于對(duì)擠壓筒、擠壓胚料、擠壓工具和擠壓模具分別進(jìn)行加熱模擬，例如可以包括第一加熱模擬單元，根據(jù)所述擠壓筒三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓筒進(jìn)行加熱模擬，以得到第一加熱模型；第二加熱模擬單元，根據(jù)所述擠壓坯料三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓坯料進(jìn)行加熱模擬，以得到第二加熱模型；第三加熱模擬單元，根據(jù)所述擠壓工具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓工具進(jìn)行加熱模擬，以得到第三加熱模型；第四加熱模擬單元，根據(jù)所述擠壓模具三維幾何模型和所述加熱支座三維幾何模型對(duì)擠壓模具進(jìn)行加熱模擬，以得到第四加熱模型；以及擠壓模擬單元703，將所述第一加熱模型、第二加熱模型、第三加熱模型和第四加熱模型合并形成擠壓筒受壓模型，對(duì)擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬，以獲取擠壓筒三維應(yīng)力場(chǎng)。

在示例性實(shí)施例中，所述擠壓模擬單元703包括：合并模塊，按照擠壓筒受壓模型的裝配圖將所述第一加熱模型、第二加熱模型、第三加熱模型和第四加熱模型合并形成擠壓筒受壓模型；設(shè)定模塊，將所述擠壓筒受壓模型設(shè)置為可變形體；模擬模塊，向所述擠壓筒受壓模型添加邊界條件，并通過(guò)接觸表參數(shù)設(shè)置擠壓筒、擠壓坯料、擠壓工具和擠壓模具之間的接觸關(guān)系，對(duì)擠壓筒進(jìn)行擠壓模擬。

關(guān)于上述實(shí)施例中的裝置，其中各個(gè)模塊執(zhí)行操作的具體方式已經(jīng)在有關(guān)該方法的實(shí)施例中進(jìn)行了詳細(xì)描述，此處將不做詳細(xì)闡述說(shuō)明。

通過(guò)以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于理解，這里描述的示例實(shí)施方式可以通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)軟件結(jié)合必要的硬件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的技術(shù)方案可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)(可以是CD-ROM，U盤(pán)，移動(dòng)硬盤(pán)等)中或網(wǎng)絡(luò)上，包括若干指令以使得一臺(tái)計(jì)算設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、移動(dòng)終端、或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施方式的方法。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說(shuō)明書(shū)及實(shí)踐這里公開(kāi)的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本申請(qǐng)旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本公開(kāi)未公開(kāi)的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識(shí)或慣用技術(shù)手段。說(shuō)明書(shū)和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

以上具體地示出和描述了本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式。應(yīng)可理解的是，本公開(kāi)不限于這里描述的詳細(xì)結(jié)構(gòu)、設(shè)置方式或?qū)崿F(xiàn)方法；相反，本公開(kāi)意圖涵蓋包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效設(shè)置。