方盒形件拉深工艺分析及数值模拟

发布时间：2017-07-03 17:18

  本文关键词：方盒形件拉深工艺分析及数值模拟

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【摘要】：本文利用理论解析的研究手段,分析了盒形件法兰变形区和悬空侧壁区的应力场。在假设盒形件圆角区剪应力零线上质点的变形规律与相应的轴对称拉深件相同的前提下,引用盒形件法兰变形区和悬空侧壁区应力的理论解析,为拉深成形中的起皱、破裂预测等问题提供了理论依据。并以此为基础分析了起皱和破裂产生的原因、特点、影响因素、以及如何控制等。 以有限元分析软件 ANSYS/LS-DYNA 为研究手段,通过数值模拟的方法,研究了方盒形件的拉深成形过程。根据方盒形件的特点,本文建立了包括板料、凸模、凹模以及压边圈在内的三维有限元分析模型。考虑到对称性,取四分之一模型进行有限元模拟,由于凸模、凹模以及压边圈变形都很小,故将其视为刚体。通过对方盒形件拉深成形过程的模拟,得出了拉深不同深度的应力场、应变场分布以及厚度变化、节点位移矢量图;通过模拟分析不同压边力、不同冲压速度、不同摩擦系数、不同凹模圆角半径、不同凸模圆角半径、不同转角半径等各种参数,得出了比较合理的方盒形件拉深过程中的工艺参数和力能参数。 模拟结果表明,有限元数值模拟方法可以节省大量的费用和时间,能够为拉深工艺设计及模具设计提供重要的参考依据,不失为工程分析的一种有效数值模拟工具。
【关键词】：方盒形件 拉深工艺 ANSYS 数值模拟 压边力
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TG386.32
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 拉深变形过程分析8-9
• 1.3 盒形件拉深成形的变形特点9-13
• 1.3.1 低盒形件拉深的变形特点11-12
• 1.3.2 高盒形件拉深的变形特点12-13
• 1.4 国内外有关盒形件拉深成形技术的研究13-15
• 1.5 选题的意义和本文的主要研究内容15-16
• 第2章 盒形件拉深成形的理论分析16-30
• 2.1 盒形件拉深成形机理16-17
• 2.2 盒形件法兰区应力解析17-24
• 2.2.1 法兰圆角区应力解析18-20
• 2.2.2 法兰直边区应力解析20-24
• 2.3 盒形件悬空侧壁区应力解析24-29
• 2.3.1 悬空侧壁圆角区应力解析24-27
• 2.3.2 悬空侧壁直边区应力解析27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 盒形件拉深缺陷分析30-48
• 3.1 起皱30-42
• 3.1.1 起皱的机理30-33
• 3.1.2 起皱的分类33-38
• 3.1.3 各类起皱的特点及判别38-40
• 3.1.4 影响起皱的因素40-41
• 3.1.5 消除起皱的措施41-42
• 3.2 拉裂42-47
• 3.2.1 拉裂的分类43-44
• 3.2.2 拉裂的预测44-45
• 3.2.3 拉裂的控制45-47
• 3.3 本章小结47-48
• 第4章 数值模拟的理论基础48-57
• 4.1 引言48
• 4.2 有限元法概述48-53
• 4.2.1 物体的离散化49-50
• 4.2.2 挑选形函数或插值函数50-51
• 4.2.3 单元的性质51-53
• 4.2.4 组成物体的总性质方程组及求解53
• 4.3 ANSYS 软件概述53-56
• 4.3.1 求解算法的选择55
• 4.3.2 单元类型的选择55-56
• 4.3.3 接触分析56
• 4.4 本章小结56-57
• 第5章 方盒形件拉深成形的模拟分析57-73
• 5.1 引言57
• 5.2 有限元模型的建立57-58
• 5.3 变形特点的分析58-64
• 5.3.1 应变分析58-59
• 5.3.2 应力分析59-61
• 5.3.3 毛坯厚度变化61-63
• 5.3.4 节点位移矢量分布63-64
• 5.4 不同压边力的成形模拟64-65
• 5.5 不同冲头速度的成形模拟65-66
• 5.6 摩擦分析66-67
• 5.7 凹模圆角分析67-69
• 5.8 凸模圆角分析69-70
• 5.9 转角分析70-71
• 5.10 本章小结71-73
• 结论73-74
• 参考文献74-81
• 致谢81-82
• 作者简介82

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘刚;夏薇;苏广才;蒙洪杰;;洗手盆工艺参数模拟优化设计[J];模具工业;2007年11期

2 林建平;孔庆华;徐洲;闵峻英;;22MnB5钢板不等温拉深成形的影响因素研究[J];同济大学学报(自然科学版);2011年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 蒋啸林;电爆炸喷涂技术提高火炮身管寿命的机理研究[D];机械科学研究总院;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 庞林林;基于RSM的盒形件两因素板料毛坯设计研究[D];华中科技大学;2011年

2 郝美刚;方盒形件拉深压边力与摩擦的数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 王友华;变截面板方盒件冲压成形性能研究[D];江苏大学;2008年

4 邹文超;轿车后桥悬挂内板成形数值模拟及工艺参数优化[D];合肥工业大学;2009年

5 金加奇;薄壁零件冲压模具设计及成形过程模拟分析[D];东北大学;2008年

6 石美华;薄壁盒形冲压件法兰区起皱及边缘切削有限元模拟[D];中南大学;2012年

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本文编号：514568