对铝型材表面质量要求越来越高，印痕缺陷铝型材表面不允许出现。印痕是空心铝型材“丁字位”区域空心部分和实心部分交接处较水平表面0．03～0．05 mm的凹陷，经喷漆处理后，反光条件下该处出现的折痕。铝挤压厂多采用反复试模和修模方式，以达到产品表面合格。目前不少学者通过有限元仿真技术，对挤压模具 的 分 流 孔［1-2］、 焊 合 室［3-5］、 阻 流 块［6-8］、 工 作带［9-10］、导流板［11］等结构进行了优化。 本文根据实际挤压生产中含“丁字位”结构的空心铝型材表面产生的印痕问题，运用有限元模拟软件模拟挤压过程，分析型材产生印痕的原因，并通过实验验证模拟结果。
1 实 验
1.1 生产中的印痕问题
本文研究对象为某企业实际生产的空心铝型材，图1为其横截面尺寸图。型材的平均壁厚1．4 mm，最小壁厚 1 mm，截面积为 306．48 mm2，周长 413．63 mm。经检测，B处悬臂轻微翘曲，经喷涂处理后，A处反光条件下有微小内凹的折痕，如图2所示。本实验将截取存在印痕的“丁字位”部分进行分析。
1.2 模型的建立
图1 型材横截面（单位：mm）
图2 型材三维模型
图3 初始模具三维模型
（a） 上模；（b） 下模
用三维软件绘制的初始模具模型如图3所示。上模尺寸为Φ180 mm×60 mm，下模尺寸为Φ180 mm×60 mm。 将模型导出为stp格式，并导入到基于ALE算法的Click2Extrud软件中，设定挤压方向为Z轴正方向，型材“丁字位”表面内凹方向为X轴正向。挤压材料为6063铝合金，模具材料为H13钢。挤压工艺参数为：坯料加热温度480℃，模具预热温度450℃，挤压筒温度410℃，挤压杆速度8 mm／s，坯料直径120 mm，挤压筒内径130 mm，挤压比为42．8。
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2 实验结果及讨论
2.1 仿真结果分析
图4为型材流速分布图。由图4可见，型材Z轴方向流速不均匀。在AC边上，A处到C处的Z轴方向流速逐渐减小，在附加应力的作用下，金属有从A处沿AC方向流向C处的趋势，导致A处金属产生X正方向的流速。B处悬臂流速最大，故金属在X轴负方向产生流速。在X轴方向上，BD面上产生不同方向流速。
在教学实习环节,教师选取一病例,提出相应问题.选取的病例要求典型、有鉴别和分析的价值,并具有病情动态变化特点;所列问题包括回顾复习疾病知识，易被学生忽视的问题，新进展或临床上有争论、目前不确定的问题.学生围绕这些问题复习知识，查阅文献，收集病人资料，反馈教师提出的问题，同时也提出需要进一步探讨的问题.在查房日按病史汇报、床边评估、实施护理操作等步骤进行教学实习.最后进行互动讨论，教师总结评价.在护理教学查房后，要求每位学生画出概念图[2-3]，把查房病例涉及的病因、病理生理、临床表现、治疗与护理诊断、护理措施等高度浓缩在概念图里，通过层级结构形式表现，整合新旧知识，构建知识网络.
图4 型材流速分布
（a） Z 轴；（b） X轴
型材X轴方向位移见图5。由图5可知，A处轻微内凹，位移为0．052 mm，B处细小悬臂翘曲，位移为-0．062 mm，D 处位移为 0．007 mm。 BD 面上，从 B 到A处倾斜 0．114 mm，D 到 A 处倾斜 0．045 mm，BA 和DA相对A处翘起，使得型材在A处产生折痕。这与实际生产中B处轻微上翘、A处以及其周围产生轻微内凹一致。由此可知，型材的印痕缺陷主要由挤压方向的金属流速不均匀引起。
图5 型材X轴方向位移
2.2 模具优化分析
为使金属流速均匀，在流速较快的B处添加阻流块，阻流块长度为9 mm（为悬臂长度），宽度为2 mm（为型材宽度的2倍），高度3 mm（为焊合室的1／3），阻流块到模孔的距离设为0．5 mm。增加阻流块后下模三维模型如图6所示。
图6 增加阻流块后下模三维模型
图7为增加阻流块后型材流速分布图。将研究区域划分为等面积的14段，N为对应段数编号，取各段Z轴方向流速平均值绘制折线图，如图8所示。由于阻流块阻碍悬臂处金属流动，B处悬臂流速降低20 mm／s，C处流速增加7 mm／s，A处流速基本不变，型材Z轴方向金属流速趋于均匀，金属从A处流向C处的趋势变小。故在X轴方向，A处流速降低2．5 mm／s，B处流速降低2．9 mm／s。BD面流速均为X轴负方向流速。
该研究实验组45例患者的治疗依从性为95.56%，而参照组的治疗依从性为82.22%，两组治疗依从性差异明显（P＜0.05）。 见表 3。
图7 增加阻流块后型材流速分布
（a） Z 轴；（b） X 轴
图8 型材丁字型区域分段及增加阻流块前后Z方向流速对比
增加阻流块后型材X轴方向位移如图9所示。BD面上，A 处位移仅-0．004 mm，B 处位移-0．025 mm，D 处位移0．010 mm。 从 B到 A倾斜0．021 mm，A到 D倾斜0．035 mm，未发生相对A处的折痕，且A处内凹量微小，可忽略不计。
图9 增加阻流块后型材X轴方向位移
2.3 验证实验
在下模的细小悬臂处添加阻流块，按照原挤压参数进行挤压，得到的型材料头如图10所示。比较优化前后的型材料头可知，优化前型材悬臂处金属流速明显高于其它部位，优化后型材整体金属流速较均匀，均与模拟结果一致。经检测，优化后型材尺寸符合要求，型材表面不平整度在标准允许范围内，悬臂处未出现翘曲。经喷漆处理后，“丁字位”凹痕缺陷并不明显，符合生产要求。
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图10 模具优化前后的型材料头
（a） 优化前；（b） 优化后
3 结 论
1）模拟和验证实验均表明，型材“丁字位”表面印痕缺陷是由挤压方向流速不均匀引起的，型材悬臂处流速过大，造成印痕的产生。
2）通过数值模拟，可获得型材内凹方向的位移量，为模具优化提供依据。
3）在流速较快的地方合理添加阻流块能有效降低该处流速，使型材流速均匀。
