挤压模具结构复杂,在高温、高压、高摩擦的恶劣工作环境下,极易出现局部危险位置的疲劳断裂失效。同时,模具设计及制造耗资耗时,模具寿命的不确定性也严重影响着企业的生产进度和成本。现在已经有很多针对不同机械零部件失效形式的寿命预测方法,但是对于铝型材挤压模具寿命预测模型的研究不多。伴随计算机技术的普及和发展,有限元仿真技术在铝型材挤压生产中已经得到了广泛应用,但是目前的仿真技术在模具方面的应用主要局限于应力分布、弹性变形量的分析。本文拟开发一种基于总应变幅的挤压模具寿命预测模型,结合模拟仿真获得的总应变幅值,在设计阶段快速完成挤压模具寿命预测,帮助企业根据寿命预测值安排开模及生产计划,从而达到提高模具寿命和生产效率的目的。本文采用理论研究、仿真分析、试验研究等方法,对挤压模具的疲劳寿命预测方法展开系统研究。通过有限元模拟仿真技术研究了铝型材挤压模具线弹性及弹塑性应力应变特征;考虑疲劳参数估算方法及平均应力修正方法建立了不同的基于局部应力应变法的铝型材热挤压模具疲劳寿命预测模型;通过疲劳寿命预测值与工厂模具实际使用寿命数据的对比分析,确定了最优的基于总应变幅的挤压模具疲劳寿命预测模型;最后基于建立的寿命预测模型,对某铝型材挤压模具的3种优化结构进行寿命预测,结合分析和试验结果确定出最优的模具结构方案。本文主要的研究工作如下:（1）基于仿真的挤压模具线弹性应变及疲劳失效研究。针对挤压模具用H13钢材料,在工作温度下开展热拉伸试验,获取其静强度性能参数和应力应变本构关系;采用Inspire Extrude平台进行某型材模具稳态挤压过程的线弹性有限元仿真分析,对模具应力应变分布规律及疲劳失效特征和位置进行分析,并与模具实际试模结果进行对比;研究结果表明,所建立的有限元仿真模型分析结果与实际试模结果一致,挤压模具的疲劳裂纹一般都发生在在模具的最大应力应变位置。（2）基于弹性应变幅的模具寿命预测方法研究。基于局部应力应变法,以弹性应变幅为损伤参量,结合不同方法估算出H13钢疲劳参数,在此基础上建立4种基于弹性应变幅的寿命预测模型;以16个不同尺寸方管型材模具为例,运用所建立的寿命预测模型进行寿命预测,并与实际试模结果进行了比较;结果表明,基于通用斜率法和四点关联法疲劳参数估算的预测模型更适合挤压模具寿命预测,但是因为模型中只考虑了弹性应变幅,没有考虑塑性应变幅,所预测的寿命预测值与模具实际寿命值存在一定的误差。（3）基于总应变幅的模具寿命预测方法研究。结合H13钢材料热拉伸试验结果,重新构建H13钢材料弹塑性模型,利用模拟仿真分析挤压模具的弹塑性应力应变特征,并计算出总应变幅值;以总应变幅为损伤参量,利用不同方法估算的H13钢疲劳参数值建立了4种基于总应变幅的挤压模具寿命预测模型,运用这些模型对7组挤压模具进行寿命预测,并与生产实际寿命进行比较,确定基于通用斜率法疲劳参数估算的寿命预测模型更适合挤压模具疲劳寿命的估算;采用3种平均应力修正方法对基于通用斜率法疲劳参数估算的寿命预测模型进行修正,并将修正后的模型预测结果再次与模具实际寿命进行对比分析,结果表明采用M-H模型法修正的寿命预测模型进一步提高了寿命预测的准确性。（4）挤压模具寿命预测模型的应用研究。以某型材模具为例,在原始设计方案的基础上提出了增加上模入料口沉桥、增加分流孔个数及增设导流模三种模具结构优化方案,利用有限元模拟仿真结果分析模具危险点的最大应力应变特征,并计算出总应变幅值;应用本文所建立的模具寿命预测模型进行寿命预测,并与实际挤压试模试验结果比较;结果表明:本文所建寿命预测模型可以较为准确的预测挤压模具的疲劳寿命,综合模具寿命预测值和型材质量仿真分析结果,最终确定增设导流模为最佳的结构设计方案。