宋佳胜 ，林高用 ，贺家健 ，刘健 , ，张振峰

(1.中南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙，410083；2.有色金属材料科学与工程教育部重点实验室，湖南 长沙，410083；3.江阴市江顺模具有限公司，江苏 江阴，214423)

列车车体型材通常断面积大且形状复杂、品种众多、公差和形位公差精度高，要求力学性能和焊缝质量好，因此其挤压模具的设计与制造技术难度极大。模具设计及制造技术是大断面复杂截面铝型材生产的关键技术。长期以来，挤压模具的设计及制造工艺的制定主要依赖技术人员的经验，新开发的模具必须经过反复试模、修模和调整工艺参数，导致模具开发周期长、成本高且产品质量难以保证[1−6]。近年来，随着计算机技术的提高和计算力学的不断发展，金属塑性成形的数值模拟技术在型材挤压加工领域得到广泛应用[7−13]。本文作者以一种截面复杂的大型宽扁高速列车车体型材106XC为例，采用基于任意拉格朗日−欧拉(ALE)网格描述的有限元法，在HyperXtrude软件平台上实现其挤压过程的数值模拟；并在虚拟试模的基础上对模具结构进行优化；将模具优化方案应用于实际生产，最终挤制出合格型材。

1 模具结构设计

图1所示为高速列车车体典型侧墙型材106XC，型材最大外接圆直径达500 mm，最小壁厚为1.5 mm，横截面内有10个空腔；左侧有1个直角翅片；弯曲度要求每300 mm在0.5 mm以下，平面度要求在0.8%以下，所以，其挤压模具的设计和加工难度很大。

1.1 分流孔设计

图2所示为106XC型材平面分流组合模分流孔布置图，整体上将分流孔分成上、下2大部分，分流模上半部分设计5个分流孔，下半部分设计6个分流孔。……