考虑预热情况的液固挤压复合材料模具非稳态温度场分析及实验验证

      液固挤压复合材料工艺是近年来开发的一种复合材料近净成形新工艺，在民用、建筑、国防等领域具有广阔的应用前景嘲。其实质是利用金属液一固态期间变形抗力低、容易流动的特点对其进行大塑性变形，使之由液态金属一次复合、成形出复合材料管、棒、型材类制件。由于在成形过程中，材料的塑性变形与结晶凝固同时进行，需要保证液固挤压速度与凝固速度匹配协调，使工艺过程参数的控制比较困难。而挤压过程的模具温度场，尤其是模具的初始温度场，是影响液态金属凝固速度的关键因素之一，对于保证复合材料成形过程顺利进行和制件成形质量有着不容忽视的作用。目前，对于液固挤压复合材料工艺成形过程温度场的研究已有报道，而有关模具温度场的研究还较少。在已有的研究中，利用有限元法模拟成形过程温度场和传热特性时，通常是将模具的初始温度简化为一个定值，但由于模具在加热过程中的边界条件和接触条件各异，其内部温度并非处处相等，会与实际情况有所差异，从而影响模拟精度。
 

       本文基于辐射传热原理建立了考虑模具预热情况的有限元分析模型，结合试验研究，利用MARC软件对液固挤压复合材料工艺过程的模具温度场（含预热情况）进行了有限元分析，得到了更为切合实际情况的模拟结果，为合理拟定液固挤压复合材料工艺参数提供了理论依据。