钛网板冲压成形数值模拟分析

摘要

本课题来源于河北省卫生厅重点科技研究计划项目《钛网板颅骨修复体的多点成形制备及其临床应用研究》（项目编号：20090012）以及河北省自然科学基金项目《缺损面颅骨修复体复杂曲面建模算法及其冲压模具设计方法》（项目编号：E2015203002）。在本文研究中，以颅骨修复体作为研究对象，对钛网板的冲压成形过程进行了探讨，为了防止钛网板在冲压成形过程中出现拉裂和起皱缺陷，首先通过使用有限元数值模拟仿真技术得到了成形工艺参数的最佳组合方案，并根据最佳方案在实验室进行了冲压成形实验，获得了成形质量符合要求的颅骨修复体。
　　在本文研究中，首先通过CT扫描图在CATIA软件中采用逆向建模方法创建了颅骨修复体的CAD模型，然后使用HYPERMESH和DYNAFORM软件构建了修复体的CAE模型。研究中，为了使用较少次数的仿真试验获得最佳的成形工艺参数组合，本文研究采用了正交试验法对仿真试验方案进行预先设计，随后根据所设计的仿真方案通过LS-DYNA软件对CAE模型进行求解计算。通过分析正交试验的计算结果得到了最佳的压边力、模具间隙和摩擦系数的工艺参数组合。最后根据有限元数值模拟得到的最佳工艺参数组合进行了冲压成形实验，得到了成形质量能够满足使用要求的颅骨修复体。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外发展现状

1.3 本文主要研究内容

第2章 板材成形数值模拟理论

2.1 材料本构关系

2.2 板材成形的材料模型

2.3 有限元数值模拟求解算法

2.4 接触处理

2.5 摩擦处理

2.6 单元类型

2.7 压边力

2.8 板材冲压成形缺陷

2.9 本章小结

第3章 颅骨修复体有限元模型的建立

3.1 建立修复体CAD模型

3.2 建立修复体CAE模型

3.3 本章小结

第4章 修复体成形数值模拟分析

4.1 DYNAFORM软件介绍

4.2 分析设置

4.3 建立凸模和压边圈有限元模型

4.4 检查边界及法向

4.5 选择拉延方式

4.6 成形数值模拟参数设置

4.7成形模拟仿真

4.8 正交试验法介绍

4.9 数值模拟方案

4.10 模拟结果分析及验证

4.11 本章小结

第5章 成形实验

5.1 实验设备

5.2 实验过程

5.3 实验结果

5.4 本章小结

结论

参考文献

读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢