毕业设计分析

1 / 15 毕业设计分析 摘要：针对方盒形在拉深成型过程中易出现起皱、破裂等缺陷，采用显式有限元分析软件 Dynaform 分析压边力、毛坯形状、材料性能参数等对其成型极限的影响，以达到优化工艺过程的目的。研究结果表明：盒形件的拉深成型受压边力影响较大，增大板料硬化指数 n、后向异性系数 r 及板料厚度 t，有利于板料的成型。 关键词：矩形件；成形极限； Dynaform 软件；数值模拟 盒形件以其外形简单、尺寸小、精度高、表面质量好等特点在工业产品中得到广泛应用，此类工件一般由一道工序拉深完成。由于 形状的轴对称性，沿变形区的周边变形分布均匀，这种均匀性虽然对成型方便，但是往往会造成各种形式的起皱、壁厚严重不均等缺陷，严重时可能会造成拉深件在靠近凹模圆角处产生壁裂或凸模圆角处产生低裂。随着计算机技术的迅速发展和有限元理论研究的不断深入，塑性成形数值模拟技术已成为研究方盒形件成形极限、破坏形式及其预防措施的最常用方法之一，并已经成为当前材料成型领域的一个研究热点。 本次分析盒形件成型过程中压边力、毛坯形状、材料性能参数等因素对其成形极限的影响，期望获得盒形件在成型过程中的成型规律及其影响因素， 为后面的工件设计、2 / 15 工艺计算乃至大型覆盖件成型等提供一定的理论参考和计算依据。 1盒形件拉深数值模拟方案 在盒形件拉深成型的过程中，影响拉裂和起皱的因素很多，其中主要有以下几个方面：材料、模具间隙、圆角、板料厚度、压边力、摩擦和润滑、网格的划分、计算方法以及冲压速度等很多因素。主要讨论压边力、板料厚度、材料性能参数对其影响。 2建立模型 实验选择的盒形件如图 1所示，板料厚度 t=1mm。首先在 UG 中建立板料和凸模的模型，以 IGES 格式导出到Dynaform 中进行模拟计算分析。 Dynaform 为板料成型专用仿真模拟软件，以 LS-DYNA为核心采用动力显式积分算法。其次创建 BLANK和 DIE零件层，将建立的模型分别划分到各自的零件层，并通过凸模间隙自动生成凹模。 图 1 3矩形件的冲压工艺分析 导入模型后点击“ file ”点击下拉菜单“ Save as”，然后命名为“ JXJdf”，点击“保存”。 设置分析参数 选择“ Tools/Analysis step”命令，弹出“ Analysis setup”对话框，按照图 1-1 所示，再点 击“ OK”退出对话框。 3 / 15 前处理设置 编辑零件 选择菜单“ Parts/Edit”命令，在弹出的“ Edit Part”对话框。在第一个文件名中更改文件名为“ BLANK” ,点击“ Modify”按钮；在第二个文件名修改为“ Die” ,点击“ Modify” a按钮，最后点击“ OK”完成编辑。 零件单元网格划分 在工具栏中点击“ Part Turn On/Off”按钮，在弹出的对话框中点击“ DIE”将其关闭，点击“ OK”按钮。 对坯料零件“ BLANK”进行 网格划分，选择菜单中的“ Preprocess/Element”命令，弹出“ Element”对话框，然后选择“ Surface Mesh”按钮，设置网格尺寸为 5mm，其余几何尺寸保持不变。点击“ Select Surfaces”按钮，在弹出的对话框中点击“ Displayed Surf”按钮，此时“ BLANK”将以高亮显示，点击“ OK”确认，然后依次退出。 按照此步骤打开“ DIE”文件，对“ DIE”进行网格线划分。最后点击打开“ BLANK”和“ DIE” ,点击“ OK”后关闭 Dynaform 右下角的“ Surfaces”和“ Lines”，这时在屏幕上只显示出划分好的零件网格。 零件单元网格模型检查 在工具栏点击“ Part Turn On/Off”按钮，关闭“ BLANK” ,打开“ DIE” ,点击“ OK” ,需将零件“ DIE”作为4 / 15 当 前 零 件 ， 再 点 击 菜 单 栏 中 “ Preprocess/Model Check/Repair” ,进行“ Auto Plate Normal”按钮，弹出“ CONTROL KEYS”对话框，观察网格线法线方向，点击“ YES”或“ NO”，直至确定网格法线方向，其中法线方向的设置总是指向 工具与坯料的接触面方向。 在“ Model Check/Repair”对话框中点击“ Boundary Display”按钮，进行边界检查时，通常只允许除边缘轮廓边界呈白色高亮外，其余部位保持不变。如果其他部分有高亮色显示，则说明在白色高亮处的单元网格有缺陷，需对有缺陷的网格进行相应的修补或重新进行单元网格划分。当网格检查工作完成后，采用“ save”及时保存文件，为后续设置做好准备。 快速设置 新创建文件夹，复制先前建的文件在其中。 创建压边圈零件“ BINDER” 打开 Dynaform软件，在菜单栏中选择“ Parts/Creat”命令。创建一个新零件名称为“ BINDER” ,点击菜单栏“ Parts/Add.To Part”命令，点击其中的“ Elements” ,再点击“ spread”，调整滑块“ Angle”的数值为 1.点击“ DIE”的凸缘面，然后依次点击“ OK” ,“ Apply”和“ Close” ,结束零件“ BINDER”的创建。 单动设置 5 / 15 选择菜单栏中“ Setup/Draw Die”命令，在对话框中选择“ Single action” 和“ Upper Tool Available” ,进行“ Quick Setup/Draw”设置。 定义坯料零件“ BLANK”、“ DIE”和“ BLINDER” 点击菜单栏中“ BLANK”、“ DIE”和“ BLINDER” ,选择“ SELECT PART”按钮，弹出“ Define Blank”对话框，点击“ Add”按钮，弹出“ Select Part” ,点击“ BLANK”、“ DIE”和“ BLINDER”，依次点击“ OK”按钮和“ EXIT” . 定义材料“ Material” 在“ NONE”中的” Material Library”选择 DQSK36材料，依次点击“ OK”按钮退出“ Quick Setup/Draw” . 盒形模拟结果及分析 提交到 LS-DYNA 进行分析处理后，利用 Dynaform 后处理器 ETA/Post-Processor打开 d3lop。 坯料成形极限分析 观察拉深件模拟结果的起皱程度与部位，如图 2 所示。 图 2“ BLANK”成型极限图 从图 2 中可以看出，盒形件的凸缘部分以及大部分侧壁处都完好， 但是盒形件的弯曲部位部分稍微有蓝色产生，但对零件拉深时没有起皱、拉裂的问题。总体上讲在有压边圈的条件下，制件成形质量较为理想，但尚不能满足具6 / 15 有较高尺寸精度和表面质量要求的零件的使用要求，需进一步改善成形工艺。 厚度变化图 在 Dynaform 的后置处理程序中，选择选项“ Thickness”中可观察成型过程中毛坯零件“ BLANK”的板料厚度变化分布云图，如图 3. 图 3“ BLANK”板料厚度变化分布云图 此图为得出最终结果的厚度变化分布云图。如图所示， 在矩形件的凸缘部分和相连的圆角处厚度增加最多，在凸缘四个圆角处板料厚度最小，该处拉深时最易断裂。如上图所示，明显反应凸缘变形区内各部分的变形是不均匀的。观察上图厚度变化分布云图，可得底部圆角部位厚度均匀性较好。 主应变图 图 4主应变图 从主应变图可以看出来，红色区域所受的应变力为最大，也就是在凸缘与压料面的四个圆角部位，而平面凸缘区主要发生塑性变形而逐渐进入凹模，越往边缘它受的应力就越小。 总结 本次毕业设计是基于 Dynaform软件带压边圈板料拉7 / 15 深 流动分析，并且是主要针对首次拉深进行模拟。 通过这次毕业设计让我对拉深有了更近一步的了解Dynaform软件作为比较成熟的有限元模拟软件，能够很好地对板料拉深成形工艺进行模拟及结果预测，从而缩短生产周期，降低生产成本。尤其是矩形件的拉深，对拉深变形过程及特点有了更好的掌握。对矩形件的拉深工艺方案的制定有了一定的了解。利用 Dynaform 软件能够较好地模拟板料成形过程中的应力、应变分布 ,特别是实际加工中难以测量的部分也能通过该软件模拟反映出来。利用 Dynaform 软件对盒形拉深过程中的压边力数值进 行模拟 ,能够快速确定合适的压边力值 ,最终获得合格的产品 ,既减少了试模时间 ,又提高了生产效率。 由 Dynaform分析得出的矩形件各个部位出现的拉深缺陷， 为我在模具设计中需要注意的问题都给予提醒，为成功设计模具打下夯实基础。 五、参考文献 1 衡猛 ,周建忠 .板料成形中有限元模拟技术的应用 J.电加工与模具， XX:49-51. 2 匡和碧 ,孙卫和 .冲压模具设计实用教程；化学工业出版社， XX 3 龚红英 .板料冲压成型 CAE 实用教程 M.北京 : 机械工业出版社， XX. 8 / 15 4中国模具设计大典编委会 .中国模具设计大典 .江西科学技术出版社， XX 5.冯炳尧等编 .模具设计与制造简明手册 .上海科学技术出版社， XX 园林专业毕业论文质量分析报告 1 2 3 毕业设计选题分析 毕业论文是在指导教师的指导下，学生利用所学的基础知识和基本技能，结合实际应用中的某一选题来进行分析、研究和解决问题的总结性报告，是提高学生综合素质，为毕业后从事科学研究和技术开 发工作打下良好基础的一次全面训练。 目前，适合计算机科学与技术专业毕业论文的选题方向主要有两类：应用型论文和研究型论文。应用型论文又根据计算机应用领域的不同，进行具体划分，每个领域都是庞大而复杂的系统，可以展开论文的角度也多，这里选择一些代表性较强、在电大系统论文中常见的分类进行说明。选题方向分类见下图： 图 1 毕业设计的选题方向分类 第一部分 应用型论文 9 / 15 应用型论文有大量课题可做，可以与学生的实际工作相结合，培养学生的实践能力，解决一些实际工作中遇到的问题。 而电大学生覆盖全国各地的各行各业，特别适合应用型论文，因此这方面选题的比例比较大，占全部论文总量的 %。 应用型论文又分为：应用开发类和应用设计类。应用开发类论文主要是针对一个完整系统的设计开发而形成的论文。应用设计类论文主要是针对大型系统中，功能相对独立的模块，进行分析设计形成的论文。 一、应用开发类 应用开发类的论文是对计算机专业知识的综合运用，分类方法有很多，我们根据论文中对具体技术应用的侧重点进行分类如下：计算机应用类、数据库应用类、网络通信类这几个方向，当然一个论 文的选题可能不完全归属于一个分类，也可以有不同类别的覆盖。 1计算机应用类 计算机应用类论文相当广泛，可以是用于文字、图形、图像处理或多媒体等应用程序，可以是与硬件系统结合开发的应用程序。学生可以结合工作实际的业务，来确定题目。 软件工具： C#、 Visual C+ 、 C+ Builder 、Power Builder 、 Delphi 、 Visual Basic， Perl， PHP， ASP，JSP等； 10 / 15 要求：掌握至少一种软件开发工具；熟悉计算机应用领域 的具体的业务，工作流程等。案例分析：某学生的论文题目为“写字板软件开发”，本论文选题属于计算机应用类论文，是一个很好的毕业设计题目。但学生的论文在设计、测试方面欠缺，大量篇幅用于描述软件工具的使用和开发过程，所以论文没有取得很好的效果。所以在确定选题之后，要进一步学习相关知识，对题目有深入的分析，对设计的软件系统有全面的了解。 2. 数据库应用类 一般数据库应用 一般数据库应用类是涉及数据库的创建、连接和操作的中小型应用程序，例如小型工资或人事管理系统、教务管理系统等小型 软件都是一般毕业设计的常用选题范围。数据库应用类题目的选择最重要的是与社会实际需要紧密联系。 软件工具 开发软件： Visual C+ 、 C+ Builder 、 Power Builder 、 Delphi 、 Visual Basic 等。后台数据库软件：SQL Server、 Access 、 Oracle、 Sybase等。 要求 开发工具：掌握至少一种软件开发工具，熟悉开发工具的使用环境，熟练掌握数据库操作；数据库软件：掌握11 / 15 至少一种数据库软件的安装，熟悉 数据库软件的使用，熟悉SQL语言及数据的操作。 案例分析：某学生的论文题目为“用 C#开发 Pocket PC 数据库应用程序”，该论文选题很有特色，把所学的知识与网上所获得的新知识结合起来。论文题目与同学的兴趣、特长很好的结合起来，在选题上很有见地，反映了学生能够学以致用。 基于 Web网络数据库系统应用 基于 Web网络数据库系统应用相对广泛，要求在客户/服务器模式下，对网络数据库系统进行操作。 服务器软件与工具： 操作系统软件： Windows， Linux， Free BSD 等； Web 服务器软件： IIS ， Apache 等； 后台数据库软件： Microsoft SQL Server， Oracle，MySQL 等； 脚本处理语言： Perl， PHP， ASP， JSP等。 要求： 硬件、软件系统的安装：要求包括硬件系统与网络设备的安装，要求熟悉服务器软件的安装、配置及调试。 数据库软件的安装：要求包括数据库软件的安装，熟悉数据库软件的使用，熟悉 SQL 语言及数据的操作。 安装 和使用脚本语言操纵数据库：在服务器软件下12 / 15 安装、配置脚本语言，编写脚本语言连接操作数据库，生成交互式动态页面。 Web网络数据库应用系统举例 网上购物系统、留言板、信息发布或 BBS系统等。 案例分析：某学生的论文题目为“基于网络的图书管理系统研究与实现”，属于基于 Web网络数据库系统应用。论文选题来源于学生实际工作，主要是建立一个基于网络的图书资料管理系统，将图书资料放到网络上供人借阅，还可以在系统中按照多种字段对图书资料进行检索等功能。由于选题与实际工作联系紧密，学生 参与了系统的设计、实现过程，论文完成非常成功。 3网络通信类 网络的应用和普及使计算机的世界更加丰富多彩。网络通信类程序的设计开发已成为软件开发的重要分支，也是学生毕业设计选题的重要来源。 Client/ Server 模式的通信程序：利用 TCP 或 UDP网络协议开发客户机 /服务器模式的通信程序很简单，在此基础上进行功能的扩展，可以开发聊天工具、局域网网络监控工具等软件。 网络聊天及文件传输类程序： QQ,MSN 等聊天工具十分普及，设计题目选择一个点对点的局域网聊天 工具完全可行，功能的实现可参考 QQ 或 MSN 的基本功能，包括收发信13 / 15 息、传输文件等，其他如语音视频聊天等高级功能可以忽略。 软件工具 开发软件： Visual C+ 、 C+ Builder 、 Power Builder 、 Delphi 、 Visual Basic 等。后台数据库软件：Microsoft SQL Server、 Access 、 Oracle、 Sybase 等。 要求 开发工具：掌握至少一种软件开发工具，熟悉开发工具使用环境，掌握数据库操作。网络 通信知识：熟悉网络通信协议、分层体系结构模型，掌握通信安全知识等。 案例分析：某学生的论文题目为“即时通讯软件”，实现一个简单的即时通讯软件为任务，具有一定的实用性。学生将自己的兴趣与选题相结合，学习了程序设计语言、网络相关知识，并达到了很好的效果。 二、应用设计类 对一个即将进行的项目的一部分进行系统分析，如需求分析、平台选型、模块划分、部分模块的细化设计等。例如对一个大中型