考虑实际流场的热冲压模具模温分析方法

发布时间：2021-07-17 11:28

　　针对复杂成形件的热冲压模具提出一种考虑流场分布差异影响的模温分析方法.通过Fluent流场分析计算出冷却水道管壁各节点处的对流传热系数,计算过程中考虑了水道结构所导致的流场分布差异对传热能力的影响;利用LS-DYNA完成板料成形及保压淬火过程的仿真模拟,获取板料上的温度数据;以A柱边梁为研究对象将仿真分析结果同热冲压生产线上的实际冷却效果进行对比.结果表明,考虑流场影响的模温分析结果中高温区域的分布和实测一致,12个温度监测点处最大温度误差为3.6℃,平均温度误差为0.96℃,而采用平均传热系数的仿真中温度分布及最大温差点发生改变,监测点最大温度误差为9.1℃,平均温度误差为4.96℃.仿真与试验对比表明:流速的改变对传热系数的影响显著,基于流场分析的模温分析方法考虑了热冲压模具冷却水道中流速差异性分布的影响,能够用于复杂零件及多腔模具的模温分析. 

【文章来源】：湖南大学学报(自然科学版). 2020,47(06)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

冷却系统局部水道

考虑实际流场的热成形模温分析流程图

实际冲压过程中板料在模具中的保压时间短，冷却系统出入口温差较低，一般为6～7℃，水的黏度、热导率等受温度影响的参数在低温差条件下随温度变化并不明显，文中主要考虑复杂水道结构所导致的流速差异对水道表面对流传热系数的影响.基于Fluent求解的对流传热系数可通过对比简单水管模型表面传热系数的理论计算值进行准确性验证，水管模型长300 mm，直径8 mm，入口流速3 m/s，水温10℃，出口压力0 MPa(Fluent中压力值均为表压），10℃时水的相关参数见表1.基于Fluent流速分析计算出的测试模型表面各处的对流传热系数分布云图如图3所示.图4为10℃条件下水管模型表面某一边线上沿轴线方向的对流传热系数分布，由图4可知，该模型表面对流传热系数主要介于9 880～10 036 W/(m2·K).

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本文编号：3288091