2铝型材挤压模优化设计现状
由于要设计出结构合理且经济实用的挤压模具是一件十分复杂而困难的工作，因此，世界各国的挤压工作者对模具设计理论和方法(特别对优化理论和方法)进行了大量的研究工作。
在挤压技术发展的初期，一般根据机械设计原理，利用传统强度理论并结合设计者的实践经验来进行模具设计。随着弹塑性理论和挤压理论的发展，许多新型的实验理论和方法、计算理论和方法已开始用于挤压模具设计制作领域。如，工程计算法、金属流动坐标网格法、光弹光塑法、密栅纹云法、滑移线法、上限元理论和有限元理论等被广泛用于模具应变场的确定和各种强度的校核，进而优化其结构和工艺要素。随着计算机技术的发展，挤压模具的CAD/CAM技术在最近2030年中得到迅速发展，且很大一部分技术集中在模具设计的优化方面。何德林等人[3]利用IDEF0方法开发出能对平面模和分流模进行优化设计的CAD/CAM系统；王孟君等人[4]以AUTOCAD120为图形支撑环境，VISUALBASIC4.0为开发工具，开发的CAD系统，可以有效地从事挤压平模的各项计算，从而对设计结果进行优化；闫洪等人[5]将CAE概念引入模具设计过程，指出了优化设计的方向；刘汉武等人[6]提出智能CAD概念，为模具设计智能化提供了一些思路。此外，国内外科研人员运用理论解析、物理模拟和数值模拟等方法，对铝型材挤压的变形过程、应力场和温度场分布及变化、摩擦与润滑等问题进行了大量的分析和实验，并根据其研究成果对挤压模具进行了优化。例如，赵云路和刘静安[7]对各类挤压模具的优化设计进行了系统论述。国内还有部分科研人员用有限元法结合实验方法对挤压模具最佳轮廓线及模具结构进行了分析和优化。
3铝型材挤压模CAE国内外发展现状和趋势
对铝型材的挤压过程进行数值模拟可以预测实际挤压过程中可能出现的缺陷，及早优化模具结构设计、调整挤出工艺参数和有针对性的指明技术解决方案。国内外研究者们对此已做了许多工作。韩国的HyunWooShin等[8]在1993年对非轴对称挤压过程进行了有限元分析，他们利用二维刚塑性有限元方法结合厚板理论将三维问题进行了简化，对整个挤压过程进行了不失准确的数值模拟，同时也减少了计算量。对于变形模拟，于沪平等[9]采用塑性成型模拟软件DEFORM，结合刚粘塑性有限元法函数法对平面分流模的挤压变形过程进行了二维模拟，得出了挤压过程中铝合金的应力、应变、温度以及流动速度等的分布和变化。刘汉武等[10]利用ANSYS软件对分流组合模挤压铝型材进行了有限元分析和计算，找出了原模具设计中不易发现的结构缺陷。周飞等[11]采用三维刚粘塑性有限元方法，对一典型铝型材非等温成型过程进行了数值模拟，分析了铝型材挤压的三个不同成形阶段，给出了成形各阶段的应力、应变和温度场分布情况以及整个成形过程中模具载荷随成形时间的变化情况。对于压力场，闫洪等[12]在2000年利用ANSYS软件作为平台，对壁板型材挤压过程进行了三维有限元模拟和分析，获得了型材挤压过程的位移场、应变场、应力场。对实际型材挤压中工艺参数选择和模具结构尺寸的修正起到了重要指导作用。对于挤压过程的摩擦与润滑分析，1997年，俄罗斯的VadimL.Bereshnoy等[13]对摩擦辅助在直接和间接挤压成型硬质铝合金中的技术进行了研究。该技术的发展和应用使生产效率和质量都得到了大大提高。美国的PradipK.Saha[14]在1998年对铝型材挤压成型中热动力学和摩擦学进行了研究。他采用热力学数值模拟法构造了3种不同的实验模型，分析了模具工作带和流动金属接触面上的摩擦特性，还对坯料温度和挤压过程中产生的热量对模具工作带所产生的温升的影响、并进行了实际测量验证；研究表明，挤压过程中的摩擦对型材的精度和表面质量有直接影响，模具工作带的磨损过程取决于挤压过程中的热动力学性能，挤压热动力学性能又受到挤压变量的严重影响。