复合底锅结构优化与锅体成形工艺模拟研究

摘要

随着人们生活水平提高，作为高端锅具的复合底锅逐渐成为厨房主要用品。但是，一般的复合底锅加热时锅底变形较大，影响烹饪效果，因此，通过研究影响复合底锅锅底加热变形的因素，优化复合底锅结构，改进锅具成形方法，从而对减小锅底加热变形具有十分重要的意义。本文主要采取理论分析和有限元模拟的方法对锅底受热变形的影响因素与锅体成形工艺进行了深入研究。
　　首先，运用ANSYS软件，深入研究了影响复合底锅加热变形的因素，得到了相关因素对锅底变形大小的影响规律。根据所得影响规律，优化了复合底锅的结构，设计出了加热时锅底变形量较小的复合底锅。
　　其次，结合优化后复合底锅的结构特征，基于反挤压理论和管坯镦锻准则，制定了反挤压/镦锻成形、常规反挤压/胀形/镦锻成形及变壁厚反挤压/胀形/镦锻成形三种锅体成形工艺方案，并采用几何方法分析了变壁厚反挤压件壁厚的变化规律。
　　最后，利用有限元软件DEFORM-2D对三种成形方案分别进行了模拟分析，重点考察了三种方案成形过程、等效应变场、成形载荷曲线以及损伤分布情况。模拟结果表明，反挤压/镦锻成形方案中成形载荷太大，设备要求太高；常规反挤压/胀形/镦锻成形方案中，胀形工步出现破裂的可能性太大；而变壁厚反挤压/胀形/镦锻成形方案中，出现破裂等缺陷的可能性小，且成形载荷相对较小。因此，本文决定采用变壁厚反挤压/胀形/镦锻成形方案作为锅体的最终成形方案。根据模拟结果，设计了变壁厚反挤压模具和胀形镦锻模具。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1引言

1.2课题相关研究现状

1.3本文主要研究内容

1.4本章小结

2 复合底锅结构优化

2.1复合底锅结构及加热变形情况

2.2复合底锅锅底加热变形有限元分析

2.3复合底锅结构优化方案

2.4本章小结

3 锅体成形工艺分析

3.1锅体工艺性分析

3.2成形工艺方案分析

3.3本章小结

4 锅体成形过程模拟

4.1刚塑性有限元法

4.2反挤压/镦锻成形有限元模拟分析

4.3常规反挤压/胀形/镦锻成形有限元模拟分析

4.4变壁厚反挤压/胀形/镦锻成形有限元模拟分析

4.5模拟结果对比及成形方案确定

4.6本章小结

5 锅体成形模具设计

5.1变壁厚反挤压成形模具设计

5.2胀形-镦锻成形模具设计

5.3本章小结

6 全文总结

6.1本文总结

6.2工作展望

致谢

参考文献

附 录Ⅰ 攻读硕士学位期间发表论文目录