开式模锻论文：基于模型元法的开式模锻变形力求解与工艺参数优化.doc

开式模锻论文：基于模型元法的开式模锻变形力求解与工艺参数优化【中文摘要】对于当前工程塑性成形问题的求解及优化设计有多种方法,简单的轴对称或平面问题的分析求解可以使用经典理论法,复杂问题如开式模锻的求解及优化设计目前仍常使用传统的经验设计法,而经验设计法有时存在一些概念上的错误,从而会出现不够准确或无法设计出合理的工艺参数的问题,新近兴起的有限元分析法虽说具有直观、通用的特点,但因其结果全是数值解,无法体现出研究对象各种参数间的内在关系及相互影响的规律性而不便于指导优化设计。可见,采用合适的方法,对开式模锻成形过程研究,分析影响其成形过程的工艺参数,对其优化设计有着重要的实际意义。模型元法是一种广义有限元法,它通过划分时域及单元的方法将复杂的成形过程划分为一个个相关的模型单元,从而便于应用经典理论法、有限元法、经验设计法对各个模型单元分析求解,最终达到对复杂问题整体求解及优化设计的。本文采用模型元法对开式模锻进行研究,对开式模锻的力学特征辨识、建模,分析开式模锻的成形过程、划分其时域阶段、模型单元,从而构建开式模锻成形过程模型单元的力学模型；分析影响开式模锻的各种因素,并选取合适的特征时域,建立有限元模型分析、求解,在此基础上,对各影响因素的拟合,并分析各因素.【英文摘要】At present, there are many methods to solve and optimal the plastic forming problem, the classical theory can be used to solve simple symmetric or plane analysis, and traditional experience design method is used in complex problems as open die forging. However, reasonable process parameters can not be accurate or feasibly designed because conceptual error is existed in experience design method. The new emerging finite element analysis method can not show the law between various parameters although the numer.【关键词】开式模锻 模型元法 模锻力 优化设计【英文关键词】open-die forging model element method forging load optimization【目录】基于模型元法的开式模锻变形力求解与工艺参数优化摘要4-5Abstract5-6目录7-10第一章 绪论10-171.1 引言101.2 金属塑性成形研究现状分析10-141.2.1 经典理论法10-121.2.2 经验法12-131.2.3 有限元法13-141.2.4 模型元法141.3 主要研究内容及研究意义14-151.4 研究的技术路线15-161.5 小结16-17第二章 模型元方法17-232.1 引言172.2 模型元法基本原理及求解方法17-202.2.1 时域划分18-192.2.2 模型单元划分及其求解19-202.2.3 各时域综合求解202.3 模型元法特征单元库20-212.4 模型元法特点21-222.5 小结22-23第三章 开式模锻成形过程及变形力求解23-333.1 引言233.2 开式模锻时域划分23-253.2.1 自由变形阶段24-253.2.2 模腔充满阶段253.2.3 锻足阶段253.3 自由变形阶段模型单元划分及变形力求解25-273.4 模腔充满阶段模型单元划分及变形力求解27-303.5 锻足阶段模型单元划分及变形力求解30-323.6 小结32-33第四章 毛边参数对开式模锻的影响33-504.1 引言334.2 影响开式模锻优化设计的因素分析33-344.3 毛边对开式模锻的影响分析34-364.4 开式模锻优化模型的建立36-404.4.1 选取合适的求解方法有限元法36-374.4.2 有限元软件选取374.4.3 模型建立步骤37-394.4.4 优化设计的方法39-404.5 毛边槽高度h_f对开式模锻的影响关系分析40-454.5.1 毛边槽高度h_f变化与模锻力关系分析42-444.5.2 毛边槽高度h_f变化与模锻耗能关系分析44-454.6 毛边槽宽度b_f对开式模锻的影响关系分析45-494.6.1 毛边槽宽度b_f变化与模锻力关系分析46-484.6.2 毛边槽宽度b_f变化与模锻耗能关系分析48-494.7 小结49-50第五章 锻模工艺参数对开式模锻的影响50-625.1 引言505.2 坯料初始体积V对开式模锻的影响关系分析50-535.2.1 坯料初始体积V变化与模锻力关系分析51-525.2.2 坯料初始体积V变化与模锻耗能关系分析52-535.3 模腔的深度H_1对开式模锻的影响关系分析53-565.3.1 模腔深度H_1变化与模锻力关系分析555.3.2 模腔深度H_1变化与模锻耗能关系分析55-565.4 最难充满圆角r_1对开式模锻的影响关系分析56-595.4.1 圆角r_1与模锻力关系分析57-585.4.2 圆角r_1与模锻耗能关系分析58-595.5 摩擦系数对开式模锻的影响关系分析59-615.5.1 摩擦系数变化与模锻力关系分析59-605.5.2 摩擦系数变化与模锻耗能关系分析60-615.6 小结61-62第六章 开式模锻影响因素的比较与优化62-706.1 引言626.2 开式模锻影响因素的比较方法62-636.3 各影响因素对成形过程影响效果纵向对比分析63-666.3.1 毛边槽高度h_f影响结果分析63-646.3.2 毛边槽宽度b_f影响结果分析64-656.3.3 坯料初始体积V影响结果分析656.3.4 摩擦系数影响结果分析656.3.5 模腔深度H_1影响结果分析65-666.3.6 最难充满圆角r_1影响结果分析666.4 各影响因素对成形过程影响效果横向对比分析66