Modelado numérico de la extrusión de aluminio y análisis estructural de una matriz ante distintas condiciones de operación

Abstract

El presente trabajo describe por una parte el modelado numérico de un proceso de extrusión de aluminio, cuyo comportamiento viscoplástico para grandes deformaciones es modelado con las ecuaciones de un flujo de Stokes para un fluido incompresible no newtoniano con fuerte dependencia de la temperatura en sus relaciones constitutivas. Por otra parte, se determinan del estudio previo las cargas que soporta la matriz de extrusión y se realiza un estudio de tensiones y deformaciones de la misma. Se analizan distintas condiciones de operación, determinando la distribución de temperaturas, tensiones, deformaciones y fuerza neta a aplicar para la extrusión en cada caso, y se determinan las condiciones límite de temperatura y velocidad de extrusión que pueden ser aplicables con un equipo industrial determinado.

This work presents a numerical study for aluminum flow by extrusion. The stresses and deformations of a die due to the forces involved in this process were also computed. The viscoelastic behavior of the preheated aluminum is modeled like a Stokes flow of an incompressible non- Newtonian fluid with a strong dependence on the temperature of its constitutive relations. Results include the conforming of the extruded profiles from the original billet into the die, the stress distribution and deformations of the die, the variation of net ram force as a function of its speed and the material temperature, and the limit operating conditions applied conditions of preheat temperature and ram speed for a defined industrial equipment.