无凸缘低盒形件圆角区毛坯尺寸优化的研究

摘要

本文先采用模具CAD技术对模具及零件进行三维建模,后用有限元模拟软件DYNAFORM对不同高度零件成形过程进行数值模拟仿真.分析了成形过程中低盒形件较大的圆角半径对成形高度的影响规律,针对低盒形件圆角区的成形特点,优化毛坯外形尺寸,并对毛坯圆角半径展开尺寸公式进行了修正;并将所得规律应用到计算其它浅拉深件和外凸翻边件的坯料展开尺寸中,通过有限元数值模拟仿真结果反向验证该规律的正确性;同时在模拟过程中运用自适应网格重划分功能,提高分析效率、节省计算时间;最后实验验证了无凸缘盒形件一次成形过程中圆角区毛坯尺寸对成形高度影响规律的可靠性,获得了理论分析、模拟分析和实验验证相一致的结论,取得令人满意的结果.通过本课题的研究,将盒形件成形理论与数值模拟仿真技术相结合,达到了提高生产效率、保证零件成形质量和降低生产成本等目的.本文的研究成果对于其它同类产品的生产有较为普遍的指导和参考意义.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1课题的提出

1.2国内外研究现状

1.3选题的目的及意义

1.4课题研究的主要内容

1.5研究的可行性

2盒形拉深件成形工艺计算

2.1引言

2.2盒形件不同的拉深情况及特点

2.3一次拉深成形的盒形件的毛坯计算

3金属板料成形过程中有限元理论基础

3.1引言

3.2板料成形力学特点

3.3板壳理论及板壳单元

3.4板料成形模拟中的几个问题

3.4.1板料与工具之间的接触

3.4.2摩擦力的计算

3.4.3回弹预测

3.5弹塑性有限元法的本构关系

3.6动力显式算法

3.6.1动力学有限元方法的基本步骤

3.6.2中心差分法

3.7有限元网格再划分技术

3.7.1网格质量要求及网格再划分的必要性

3.7.2网格畸变的判断

3.7.3有限元网格再划分的步骤

4盒形件成形过程模拟分析

4.1冲压成型过程计算机仿真的原理及步骤

4.2动力显示有限元仿真软件DYNAFORM

4.2.1 DYNAFORM软件构成简介

4.2.2 DYNAFORM模型中的几个关键问题

4.2.3基于DYNAFORM的网格重划分技术

4.3无凸缘低盒形件成形过程的有限元模拟

4.3.1低盒形件成形零件及其模具的几何模型

4.3.2有限元模型的选择

4.3.3有限元网格模型的建立

4.3.4材料模型的选择

4.4Ⅱb区毛坯圆角区半径尺寸对低盒形件拉深成形高度的影响

4.4.1引言

4.4.2 Ⅱb区毛坯圆角尺寸按经验公式计算展开的成形模拟结果分析

4.4.3优化圆角区展开毛坯尺寸后成形的模拟结果分析

4.4.4模拟结果小结

4.5有限元网格再划分对成形精度的影响

5实验研究

5.1实验目的

5.2实验装置及模具

5.2.1实验设备

5.2.2模具

5.3实验用的材料及其参数

5.4实验结果及分析

5.4.1实验结果一

5.4.2实验结果二

5.5实例应用

5.5.1引言

5.5.2坯料计算

5.2.3模拟结果分析

6结论

致谢

参考文献

附录

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