锻压方向开题报告

1、吉林大学材料成型及控制工程系本科毕业设计（论文）开题报告课 题： 矩形盒件基于不同板坯形状的拉深模拟 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 430909班 学生姓名： 崔如坤 学 号： 43090919 指导教师： 徐虹 填表日期： 2013.04.28 一 简表学生简况姓名崔如坤性别男出生年月1989.07入学时间200909学号43090919专业材料成型及控制工程班级430909班毕业设计论文课题名称矩形盒件基于不同板坯形状的拉深模拟课题来源老师提供类型数值模拟设计内容和意义摘要内容：对矩形盒件进行成形工艺分析，通过有限元软件（ansys或dynaform）模拟拉深成形过程，获得成形的

2、相关工艺参数及不同形状板坯对矩形盒件成形质量的影响，为工艺优化提供基础。（本设计使用dynaform5.7软件）。意义：在计算机高速普及的信息时代,模具设计过程CAE的辅助功能显得简单快捷,尤其是对于拉深件模具的设计更显其优越性。在塑料模具、锻压模具、铸造模具等种类繁多的模具中,设计工艺复杂的拉深模具,除了要考虑其必要的工艺补充外还要对模具的拉深深度、压边力、坯料的形状尺寸进行必要的计算。如果拉深深度过大不但会造成法兰边起皱,而且会在圆角较小的部位开裂,给制造带来极大的不便。按照传统的计算方法,会存在很大的误差,采用CAE 进行模具设计时,通过计算机辅助设计软件建立力学模型,使得设计计算变得简

3、单可靠。对不合适的部位及时进行调整,确定合理的板坯形状及其它工艺参数,避免在模具制造过程中造成经济损失。二 选题依据1.阐述该选题的研究意义，分析跟该课题有关的国内外研究概况和发展趋势1.1 课题的研究意义当代社会的不少领域，工业产品已经相对过剩。于是，人们不断更新的消费需求已经转移，消费者不仅需要产品内在质量优秀，而且讲究外观雅致。这就是推动制造业不断发展的无穷动力。 以冲压方法为主制造的零件，比较有代表性并且与人们日常生活有密切关系的有汽车覆盖件、搪瓷与不锈钢器皿，各种家用电器外壳等，它们带来了外观层出不穷的变化。不仅如此，冲压方法还能制造出不少产品内部的某些零件，甚至是关键零件，比如链轮

4、、轮毂、汽车大梁、支架等。同时，在制造尺寸大小、制件复杂程度方面，冲压方法都有很大的适应范围。冲压件与塑料件结合起来，适应的范围就更广。据文献介绍冲压方法的增值率达原材料的3到12倍，具有明显的综合经济技术优势。所以冲压工艺得到了最广泛的应用，几乎遍及国民经济各个部门。 从模具角度看，模具是现代制造业不可缺少的工艺装备，发达国家的模具总产值早已超过了工作母机即机床的总产值，其中为冲压工艺服务的冲模约占模具总量的40%。而冲模在很大范围内涵盖了其他模具，冷锻模、塑料模、压铸模、粉末冶金模等的共同内容。掌握冲模技术后，不难触类旁通。 可见，掌握冲压工艺与冲模设计知识具有十分重要的意义。 板料成形过

5、程是一个大扰度、大变形的塑性变形过程，涉及金属在拉伸和弯曲的复杂应力状态下塑性流动、塑性强化及其引起的回弹、起皱和破裂等问题。同时，冲压过程是一个复杂的多体接触的力学分析问题。因此，对冲压成形过程中板材成形性而言，单凭经验很难预先估计，致使模具设计正确性也难以评价问题只有在模具加工以后才能暴露出来，给模具调试造成极大地困难，甚至导致模具报废。板料成形CAE分析技术是解决这一问题的有效手段，已经成为国际塑性加工领域的一个研究热点。 可见掌握CAE分析技术是具有非常重要的意义。1.2 国内外研究概况和发展趋势板料成型数值模拟技术的发展历史可视为以下4个阶段:第1阶段, 20世纪60年代板料成形数值

6、模拟研究开始阶段;第2阶段, 20世纪70年代初到20世纪80年代末主要是建立一些简单的有限元分析模型和应用,包括二维平面问题和轴对称问题, 大多采用薄膜单元,并开始三维板料成型分析研究;第3阶段,20世纪80年代末开始重视软件在解决实际冲压问题上的应用能力;第4阶段, 20世纪90年代中期以后, 继续在有限元法、单元设计、材料模型、摩擦机理与模型等领域上研究, 并把重点转向解决实际加工中存在的工艺和技术问题, 如多工步成形、回弹模拟、起皱模拟、压边控制、复杂零件的成形、坯料形状设计、工艺设计和优化等。经过几十年的发展，板料成形数值模拟技术逐渐走向成熟，已形成商品化的板料成形分析CAE软件，得

7、到许多工业部门的重视和应用，美国的通用、福特、德国的大众、奔驰、日本的丰田、日产等大型汽车制造公司，都已开始应用板料成形分析CAE软件指导板料成形件的开发和生产，产生了很好的经济效益。随着我国汽车、飞机等工业的发展，板料成形过程分析的需求日益迫切，板料成形CAE软件在我国的应用越来越广泛。当前可用于板料成形模拟的软件很多, 可大体分为通用板料成形模拟软件和专用板料成形模拟软件。通用板料成形模拟软件如: ANSYS, ABAQUAS,PRO/M- ECHANICA ,MARC 和ALGOR;专用板料成形模拟软件如DYNAFORM, DYNA23D, AUTO- FORM, ROBUST , PA

8、M-2STAMP等。ANSYS是目前较为通用的CAE分析软件。它是由美国最大的有限元分析软件公司之一ANSYS公司开发的软件，能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/e、NASTRAN、Alogor、I-DEAS和AutoCAD等。eta/DYNAFORM 是由美国ETA公司开发的用于板料成形模拟的专用软件包,DYNAFORM可以预测成形过程中板料的破裂、起皱、减薄、划痕、回弹, 评估板料的成形性能, 从而为板料成形工艺及模具设计提供帮助; DYNAFORM 还专门用于解决工艺及模具设计涉及的复杂板成形问题。Dynaform 的模块包含: 冲压过程仿真模块(Formabilit

9、y) 、模具设计模块(DFE) 、 坯料工程模块(BSE) 、 精确求解器模块(LS-DYNA )。Dynaform 软件已在世界各大汽车、航空、钢铁公司，以及众多的大学和科研单位得到了广泛的应用，自进入中国以来，DYNAFORM已在长安汽车、南京汽车、上海宝钢、中国一汽等知名企业得到成功应用。2.国内外主要参考文献（列出作者、论文名称、期刊名称、出版年月）【1】肖景荣，姜奎华主编.冲压工艺学M；北京：机械工业出版社；1999【2】 曾华亮，鄂大辛. 矩形盒基于不同板坯形状的拉深模拟及回弹应变分析；河南冶金；2010年05期【3】揭小平，叶建雄，袁有录，杨国泰.盒形件拉深成形工艺的数值模拟J；

10、锻压技术；2008年03期【4】唐炳涛，赵震，陈军，阮雪榆；冲压件坯料的优化设计方法研究；塑性工程学报；2004年06期【5】高远飞，黄朝晖，房明浩，刘艳改；基于Dynaform 的方盒形件拉深起皱情况模拟分析；南阳理工学院学报；2009年06期【6】曾乐，邓子玉；矩形盒深拉深成形有限元模拟；锻压技术；2006年01期【7】美国工程技术联合公司；eta/DYNAFORM 应用手册，2009年2月【8】美国工程技术联合公司；eta/Post用户手册，2006年6月【9】龚红英主编；板料冲压成形CAE实用教程M.北京：化学工业出版社，2010年1月【10】 王孝培主编；冲压手册M;北京：机械工业出

11、版社，1999年三 研究方案3.1采用的研究方法及所采取的技术路线3.1.1用CATIAV5R20中的创成式外形设计模块对工件进行三维建模，并保存为igs格式文件；3.1.2根据分析结果选定合适的冲压机：对制件进行工艺计算，根据工艺参数通过冷冲压模具手册选择合适的冲压机；3.1.3通过CATIA将三维模型导入DYNAFORM5.7软件，并进行双动拉深工艺的仿真分析：将igs文件导入后，设定好工模具及其相关参数后，进行相关运算，进入后处理分析实验结果。 3.2可行性分析随着计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）技术的发展，现代机械设计也发生了很大的改变。CAD(Computer Ai

12、ded Design)是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作 。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；CAE(Computer Aided Engineering)是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。通过对制件进行仿真分析，可以预知制件的冲压工艺特性，尽早发现在模具设计中的缺陷。DYNAFORM软件可以很好地对板料成形过程进行模拟，通过模拟可得到合理的压边力及其他参数,以指导实际生产，降低了生产成本和制模周期，提高了经济效益。由上分析知： 利用Dynaform软件可以进行板料成形的工艺及仿真分析，因此本课题的研究是可行的。四 工作进度的大致安排序 号设计（论文）各阶段名称日 期1外文翻译、文献阅读及工艺分析等13年3月1813年3月242学习DYNAFORM软件的应用13年3月2513年4月253使用CATIA建矩形盒件拉深成形的有限元模型13年4月2613年5月14模拟拉深成形过程, 获得成形的相关工艺参数13年5月213年5月155计