1610.鎂合金薄板成形過(guò)程有限元模擬——鎂合金筒形件拉深成形過(guò)程的數(shù)值模擬 論文正文

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1、本科生畢業(yè)論文畢業(yè)論文鎂合金薄板成形過(guò)程有限元模擬——鎂合金筒形件拉深成形過(guò)程的數(shù)值模擬MagnesiumAlloySheetFormingprocessfiniteelementmodeling——NumericalsimulationofFormingprocessduringDeepDrawingofBarrelTypePieceMagnesiumAlloy專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：二〇〇八年六月58本科生畢業(yè)論文摘要沖壓工藝在現(xiàn)代制造業(yè)中，特別是汽車(chē)、摩托車(chē)、輕工、家電和電器儀表行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，是目前材料成形及模具

2、技術(shù)領(lǐng)域最熱門(mén)的工藝方法之一。變形鎂合金在以上領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文主要研究鎂合金筒形件拉深成形過(guò)程的數(shù)值模擬。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和有限元分析技術(shù)的飛速發(fā)展，金屬板料沖壓成型過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)正逐漸從實(shí)驗(yàn)研究走向?qū)嶋H生產(chǎn)。本文主要闡述了怎樣利用有限元軟件DYNAFORM，對(duì)鎂合金筒形零件在沖壓過(guò)程中出現(xiàn)的缺陷問(wèn)題進(jìn)行數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究，分析了不同參數(shù)下的各個(gè)變形過(guò)程。分析結(jié)果表明，鎂合金板料拉深成形的深度越大，越容易拉裂；取合適的壓邊力、合適的坯料大小可以有效減少起皺；同時(shí)潤(rùn)滑條件對(duì)起皺的影響也很大，有效的潤(rùn)滑可以減少起皺；模具圓角的大小也對(duì)板料

3、成形有影響，合理的圓角大小可以消除起皺、拉裂等現(xiàn)象；坯料相對(duì)厚度越小，起皺越嚴(yán)重。通過(guò)數(shù)值模擬分析，制定合適的變形參數(shù)和有效的潤(rùn)滑條件,可以加強(qiáng)板料成形的合理性。這對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義，從而也可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。關(guān)鍵詞：鎂合金筒形零件；沖壓；有限元；DYNAFORM軟件58本科生畢業(yè)論文引言一、研究工作的目的鎂合金是在工程應(yīng)用中密度最低的金屬結(jié)構(gòu)材料，具有高比強(qiáng)、高比模、高阻尼、電磁屏蔽以及優(yōu)異的鑄造、切削加工性能和易回收等優(yōu)點(diǎn)，在汽車(chē)、電子、航空航天、國(guó)防等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景，被譽(yù)為“21世紀(jì)綠色工程材料”。隨著很多金屬礦產(chǎn)資源的日益

4、枯竭，鎂以其資源豐富而日益受到重視。目前鎂及其合金材料的研究已成為世界性熱點(diǎn)。我國(guó)鎂資源極其豐富，鎂工業(yè)發(fā)展迅速。本課題基于鎂合金的成形機(jī)理，利用有限元分析軟件DYNAFORM來(lái)模擬鎂合金筒形件拉深成形過(guò)程，分析該過(guò)程中產(chǎn)生的起皺現(xiàn)象以及如何優(yōu)化各個(gè)參數(shù)以消除起皺現(xiàn)象，達(dá)到完美的拉深效果，更好的應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，具有很大的實(shí)際應(yīng)用意義。二、研究工作的范圍以及相關(guān)領(lǐng)域本課題研究的范圍廣，設(shè)計(jì)的相關(guān)領(lǐng)域頗多，主要包括板料的沖壓成型技術(shù)、有限元的數(shù)值模擬分析和DYNAFORM軟件的應(yīng)用與分析等等。1、沖壓技術(shù)發(fā)展的特征近十多年來(lái)，隨著對(duì)發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)的重要性

5、獲得前所未有的共識(shí)，沖壓成形技術(shù)無(wú)論在深度和廣度上都取得了前所未有的進(jìn)展，其特征是與高新技術(shù)結(jié)合，在方法和體系上開(kāi)始發(fā)生很大變化。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)等沖壓領(lǐng)域的滲透與交叉融合，推動(dòng)了先進(jìn)沖壓成形技術(shù)的形成和發(fā)展?？v觀上世紀(jì)的發(fā)展歷程可見(jiàn)：　1）沖壓性能的研究和改進(jìn)是與沖壓技術(shù)的發(fā)展相輔相承的?！　　?）汽車(chē)、飛機(jī)等工業(yè)的飛速發(fā)展，以及能源因素都是沖壓技術(shù)發(fā)展的主要推動(dòng)力。進(jìn)入新世紀(jì)，環(huán)境因素及相關(guān)的法律約束日益突出，汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)和制造成為當(dāng)前的重要課題?！　?）成形過(guò)程數(shù)字化仿真技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)傳統(tǒng)沖壓技術(shù)走向科學(xué)化，進(jìn)入先進(jìn)制造技術(shù)行列

6、?！　?）沖壓技術(shù)的發(fā)展涉及材料、能源、模具、設(shè)備等各方面。工藝方法的創(chuàng)新及其過(guò)程的科學(xué)分析與控制是技術(shù)發(fā)展的核心；模具技術(shù)是沖壓技術(shù)發(fā)展的體現(xiàn)，是決定產(chǎn)品制造周期、成本、質(zhì)量的重要因素。沖壓技術(shù)的發(fā)展與材料和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。預(yù)計(jì)未來(lái)10-15年，環(huán)境要求和日益嚴(yán)格的環(huán)保法律，將促使汽車(chē)材料和結(jié)構(gòu)發(fā)生很大變化。為了減少城市58本科生畢業(yè)論文的排放量，汽車(chē)力求輕量化，其最突出的發(fā)展方向是提高所用材料的比強(qiáng)度和比剛度及發(fā)展高效的輕量化結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代車(chē)身結(jié)構(gòu)中，高強(qiáng)度鋼約占25%。目前在繼續(xù)開(kāi)發(fā)超高強(qiáng)度鋼的同時(shí)，結(jié)合發(fā)展新的“高效結(jié)構(gòu)”和制造技術(shù)，爭(zhēng)取使車(chē)身重量減少2

7、0%以上。但更引人關(guān)注的努力方向是擴(kuò)大鋁、鎂等低密度合金材料在汽車(chē)上的應(yīng)用。2、板料成形模擬技術(shù)在工業(yè)中的作用一般說(shuō)來(lái)，板料成形有限元軟件可以對(duì)薄板成形件的成形結(jié)果進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)，幫助工程師進(jìn)行產(chǎn)品工藝可行性研究和模具設(shè)計(jì)制造，優(yōu)化板料成形工藝，優(yōu)化成形參數(shù)，對(duì)新材料的評(píng)估，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提出修改建議。有限元模擬的作用大致可以歸納如下:(1)縮短模具制造周期從制件的構(gòu)形設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、調(diào)試直至投產(chǎn)的整個(gè)周期來(lái)看，模具制造是影響整個(gè)進(jìn)度的關(guān)鍵，通過(guò)使用有限元模擬技術(shù)，能有效提高模具設(shè)計(jì)，特別是工藝設(shè)計(jì)的可靠性，縮短調(diào)試周期。通過(guò)模擬，找出影響因素(如壓邊力

8、、潤(rùn)滑等)的變化趨勢(shì)，指導(dǎo)模具生產(chǎn)的進(jìn)行。(2)節(jié)省費(fèi)用有限元模擬