板料冲压拉深理论

《板料冲压拉深理论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、本科生毕业设计（论文）目录第一章前言11.1引言11.2国内外研究现状11.2.1国外板料成形及模具数值模拟研究状况11.2.2国内板料成形及模具数值模拟研究状况31.3板料冲压仿真发展概况41.3.1国内应用现状51.3.2发展趋势51.3.3ANSYS/LS-DYNA介绍61.4本课题的研究内容71.4.1研究材质81.4.2研究内容81.5本课题的研究意义8第二章板料冲压拉深理论分析92.1板料的冲压成形性能92.1.1成形极限92.1.2成形质量102.2板料力学性能与冲压成形性能的关系102.3板料拉深成形接触力计算122.4板料拉深的力学

2、分析13第三章板料冲压计算机仿真模型153.1引言153.2冲压成形有限元模型153.3计算结果及分析173.3.1同一冲压深度，不同时间分析173.3.2同一冲压深度，不同部位分析22第四章板料拉深计算机仿真模型234.1概述234.1.1仿真原理234.1.2仿真步骤254.1.3显式动力有限元分析主要流程254.2求解与分析304.2.1同一加载路径，不同时刻分析304.2.2不同加载路径下分析比较354.3凸凹模圆角半径对板料冲压成形的影响414.4摩擦系数对板料冲压成形的影响444.5小结48本科生毕业设计（论文）第五章结论49参考文献50

3、致谢52本科生毕业设计（论文）第一章前言1.1引言板料冲压是利用冲模使板料产生分离或变形的加工方法。因多数情况下板料无须加热，故亦称冷冲压，又简称冷冲或冲压。常用的板材为低碳钢、不锈钢、铝、铜及其合金等，它们塑性高，变形抗力低，适合于冷冲压加工。板料冲压易实现机械化和自动化，生产效率高；冲压件尺寸精确，互换性好；表面光洁，无需机械加工；广泛用于汽车、电器、仪表和航空等制造业中。汽车工业生产中的冲压加工是一种少、无切削的加工方法，其先进性在于基本上无需传统的切削过程，就可以直接用板料冲出完整的零件。汽车零件中冲压件的比例一般为45%-60%。以拉深、成

4、形、辊形代替浇铸、锻打毛坯和切削加工，以冲孔代替钻孔，以冲切细缝代替铣切细缝，以整修模冲压法代替铣削和磨削，以冷挤压或立体冷冲压代替机床加工等。其结果可以大大减轻零件重量、减少材料消耗并减少劳动力，提高生产效率。此外，采用经济合理、加工性能好的钢板材料、润滑油、焊剂、表面涂料、表面处理材料以及工艺装备和设备、合理地利用原材料等，都是降低成本、提高生产效率的基本途径。而这些目标的实现，在很大程度上取决于对冲压生产中材料成形特性的深入理解。1.2国内外研究现状1.2.1国外板料成形及模具数值模拟研究状况板料成形模拟技术的发展是建立在有限元技术发展基础之上

5、的。50年代中期，M.J.Turner和R.W.Clough等人用简单受载铰接的平板三角形单元进行了飞机的结构分析，该工作被认为是有限元法的创始。Courant、Argyris、Turner、Clough和Zienkiewicz的五组论文促成了有限元法的诞生，奠定了早期有限元法的理论基础。此后，有限元模拟技术得到了很大的发展，但只能处理弹性力学问题，其应用仅仅局限于结构计算和结构动力分析。直到1959年，R.Hill开展了大变形的理论基础研究，弹塑性有限元法才被提出。但该方法真正在塑性加工领域开始应用则是在1967年，P.V.Marcal教授和I.P

6、.King首次推导了弹塑性有限元格式，并用来求解弹塑性变形问题。1968年，Y.Yamada(山田嘉昭)推导了小变形问题弹塑性矩阵的显式表示，大大推进了小变形弹塑性有限元法的发展和应用。以小变形理论为基础的弹塑性有限元法只适用于分析板料成形的初期阶段，随着变形量的增加会出现明显的误差。因此，人们又致力于发展大变形弹塑性有限元法。-52-本科生毕业设计（论文）1970年，Hibbit、Marcal和Rice首次提出了基于有限变形理论的大位移、大应变弹塑性有限元法，采用全量拉格朗日(Lagrange)格式(TotalLagrangeFormulation

7、，T.L.格式)，并根据虚功率增率原理，导出了有限元列式。此后，McMeeking和Rice在1974年建立了更新的拉格朗日格式(U.L.格式)的大变形弹塑性有限元法。1973年，Oden、Bhandari、Yagewa和Chung建立了热粘弹塑性大变形有限元方法。对于金属塑性成形而言，由于弹性变形远小于材料的塑性变形，因此在某些情况下可以忽略弹性变形。Kobayashi和C.H.Lee认真分析了这个问题，于1973年提出了刚塑性有限元法(rigid-plasticFEM)。至此，在经过上述学者的共同努力下，应用于大变形分析的弹塑性有限元理论系统已建

8、立了起来。1977年，N.M.Wang提出了弹粘塑性有限元法(Elastic-visousplasticFE