拉延模半圆型直拉延筋约束条件的研究

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1、江苏理工大学硕士学位论文拉延模半圆型直拉延筋约束条件的研究姓名：刘瑞同申请学位级别：硕士专业：机械制造指导教师：朱金山;袁国定19990301江苏理工大学硕士论文摘要本文是关于汽车覆盖件拉延模上半圆型直拉延筋约束条件的研究。文中用金属板料成形分析的大变形弹塑性拉格朗日有限元法，对其中的关键技术问题，如数学模型的建立、接触摩擦理论与算法、边界条件的确定、模具拉延筋轮廓几何描述等进行了初步的理论探讨，提出了一种用于二维模型的接触算法，并自行编制了有限元程序，对半圆，型直拉延筋的约束条件进行了计算。同时通过实验和运用LS—DYNA3D商业软件进行计算以检验所提出的数学模型

2、和接触算法的正确性及其计算结果的可靠性。关键词：板料有限元分析数值模拟AbstractInthispaper，theboundaryconditionofdrawbeads，whichareusedinmanydies，isresearchedcompletely．Inordertosimulatetheprocessofmetalsheetformingindrawbead，theelastic—and—plasticfiniteelementmethodwhichiSgeneralusedtoanalysisbigdeformingoperations，isem

3、ployed．Someimportantquestionsarediscussedtheortically，includingtheestablishmentofmathematicalmodeling，thedeterminingofboundaryconditionbetweendieandsheet，thecontactalgorithm，andthesimulationofthesurfaceofdie．Anewcontactalgorithmisformulatedtodealwithsometwo—dimensionssheetmetalformimgo

4、perations，andFEMprogramisdevelopedinthepaper．Atthesametime，thereliabilityofthemathematicalmodeIandthecontactalgorithmareverifiedthroughcomparingwiththeresultofexperimentandtheLS—DYNA3DSOftware’Sanalysisrespectively．Keyword：sheetfiniteelementanalysisnumericalsimulation江苏理工大学硕士论文第一章概述金属板

5、料冲压成形是现代工业中一种重要的加工方法，在汽车、航空、船舶和电器等工业领域中得到了广泛的应用。传统加工过程中的工艺分析以及模具设计还主要依靠设计者的经验，需要反复修改零件的某些形状和修改模具结构。板料成形过程中的材料流动、应力应变分布等情况主要通过网格法等物理实验获得，致使传统的设计方法耗资大，时间长，并且难以满足复杂零件的精度要求。随着产品的更新换代，用户对产品质量要求的提高，制造厂家需要更深刻地了解板料成形的内部机理。近年来国内外都在积极开展这方面的研究工作，使板料成形的数值模拟技术成为一门富有挑战性的学科。1．1板料成形过程力学分析的历史和进展金属板料成形技

6、术是一门技术和知识高度密集的综合性工艺方法。自从十九世纪发明手动压力机以来，其发展速度十分惊人，但由于板料成形过程所涉及的因素极多，其中不少因素至今尚未被人清楚地了解，因此很难准确地对它进行定量的分析。板料成形过程中主要涉及到四种重要的物理现象：接触碰撞现象；摩擦磨损现象；大位移、大变形和大转动现象及弹塑性变形现象。其中“接触碰撞现象是最难的工程计算问题之一”【22】，这四种物理现象导致板料成形过程的理论分析异常困难。有许多学者对该类成形问题进行了不懈的研究，其中以本世纪六十年代日本学者吉田清太提出的吉田分类法为契机，一批学者通过对成形过程的特征进行分类后发现各种板

7、料成形工艺所遵循的共同规律以及力学上失效现象所反映的共同特征，这种方法对推动板料成形研究的发展起到了很大的推动作用。此外，一些对类比分析有积极作用的模拟实验，例如Erichsen实验、Swift实验、吉田的YBT拉皱实验以及半球等高实验等，至今仍有实用价值。另外，研究人员积极开展材料在成形过程中的应力应变状态分析以便更好地指导实际生产，因此，成形过程中的应力场、应变场分析被认为是定量分析中最为关键的问题。传统的力学分析方法是建立一组偏微分方程，在给定的初始条件和边界条件下求定解。采用这种方法可以清楚地描述成形过程中各个因素之间的互相影响和作用，有利于加深对板料成