合肥工业大学 材料科学与工程学院  赵雅丽 刘全坤 王强 胡龙飞

注：本项目得到安徽省自然科学基金项目资助([07]0414146)；安徽省教育厅自然科学基金资助(KJ2007A064)

摘   要：挤压凹模工作时，内壁沿高度方向承受很大的非均布压力。文章基于Marc提供的FEM法，对圆挤压筒在均布载荷不同作用长度和作用位置下的受力情况进行了数值模拟，获得了应力分布及变形的一般规律。结果表明局部内压力作用下凹模内壁的最大应力及变形均比内压力沿全高分布时小，载荷作用区间不同长度和位置下凹模的变形规律可为非均布内压力下多层套圆挤压筒的设计提供参考。

关 键 词：挤压凹模；数值模拟；应力分布；变形；局部内压力

The structure analysis of the Solid-die under the action

of local inner pressure

By Zhao Ya-li&Liu Quan-kun&Wang Qiang&Hu Long-fei

Abstract: In the working condition of the extruding die, the inwall of the die will bear very heavy non-uniform inner pressure along the height direction. With the aid of the software Marc, the finite element method (FEM) is adopted to process numerical simulation of the die under two different conditions. One is under the variational length of the uniform load, and the other is under the variational position of the uniform load. The corresponding regularity of stress distribution and deformation are derived. The results indicate the maximum stress and deformation of the die under the local inner pressure are both lower than which under the global inner pressure. The regularity of the deformation in the die under different length and position of loading interval provides a reference for the design of the multi-layer extrusion cylinder under the non-uniform inner pressure.

挤压是一种少无切削的先进加工工艺,在机械、仪表、电器、轻工、宇航、船舶及军工等部门都有广泛的应用^[1]。挤压筒（凹模）工作时承受很高的单位压力，该压力并非沿凹模全高均匀分布，载荷作用区间的长度和位置是随着工作条件改变的。目前进行的研究大都是以厚壁圆筒理论为基础，有限元分析时一般将其简化为平面应变问题，进行横截面上的应力和变形分析，对于轴向应力未加考虑，这与实际情况不符，且对于非均布载荷作用下的应力分布和变形的研究较少。准确分析挤压筒在局部内压力作用下的变形及应力分

布，对多层套挤压筒的结构设计、充分发挥模具材料的潜力和保证挤压筒的最佳工作性能具有重要意义。本文应用Marc对圆挤压筒在均布载荷不同作用长度和位置下的受力情况进行了数值模拟，获得了应力分布及变形的一般规律，为今后非均布载荷作用力下多层套挤压筒的设计提供了依据。

1基于Marc的分析过程