高强度钢板冲压模具强度分析与结构优化

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1、学校代号10532学号S1002W243分类号TG76密级公开工程硕士学位论文高强度钢板冲压模具强度分析与结构优化学位申请人姓名刘源培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称谢晖教授学科专业车辆工程研究方向模具结构分析论文提交日期2015年5月15日学校代号：10532学号：S1002W243密级：公开湖南大学工程硕士学位论文高强度钢板冲压模具强度分析与结构优化学位申请人姓名：刘源导师姓名及职称：谢晖教授培养单位：机械与运载工程学院学科专业：车辆工程论文提交日期：2015年5月15日论文答辩日期：2015年5月27日答辩委员会主席：龚金科StrengthAnalysis

2、andStructureOptimizationforHighStrengthSteelStampingDiebyLIUYuanB.E.(TaiyuanUniversityofTechnology)2010AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinAutomotiveEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorXIEHuiMay，2015湖南大学

3、学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研巧成果，本论文。除了文中特别加レッ标注引用的内容外不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中臥明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。杂备作者签名：！ｒ日期日午；＞化年＾月＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可＾＾＾将本学位论

4、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可臥采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□年解密后适用本授权书。，在２、不保密口。＂＂（请在封上相应方框内打Ｖ）’＾１＾化年《作者签名：＾日期：月１：＾）日＾导师签名日期：Ｗ方年《月＾日瓜作Ｖ高强度钢板冲压模具强度分析与结构优化摘要随着人们对汽车的轻量化与安全性能提出更高的要求，高强度钢板正逐渐成为汽车覆盖件的首选材料。高强度钢板具有强度高和塑性低的特点，相比普通钢板，高强度钢板更易造成模具磨损，因此对冲压模具的结构形式提出更高的要求。目前，冲压模

5、具结构在设计时仅依赖于模具设计人员的经验，缺乏可靠准确的分析方法。故其设计时往往忽略了模具的弹性变形，难以精确获得模具的受力情况及板料的成形质量。因此，本文将提出一种新的模具结构优化方法——考虑模具弹性变形，将拓扑优化技术与板料成形数值技术相结合，对模具的结构形式进行优化分析。首先运用LS-DYNA软件建立模具弹塑性的有限元冲压仿真模型，以获得冲压过程中板料对模具的作用力。通过板料成形极限分析以及冲压过程的应力应变结果对传统模具的受力及变形情况进行了全面准确的预测。其次通过载荷转换成功地将数值模拟成形过程中的接触力加载为拓扑优化模型的力边界条件。运用OPTISTRUC

6、T软件对冲压模具进行拓扑优化，并结合汽车覆盖件的铸造工艺特点对优化后的结构进行几何重构。最后将优化前后模具结构的动力分析结果进行对比分析，新结构比传统结构节约重量约26.4%，模具最大应力降低48.3%，最大应变降低64.5%。表明了该模具结构优化方法的有效性。关键词：高强度钢板；压型模具；结构优化；载荷转换II工程硕士学位论文AbstractWithhigherrequirementsoflightweightandsafetyperformanceofthecar,highstrengthsteelisgraduallybecomingthepreferredma

7、terialforautomobilecoveringparts.Comparedwithordinarysteel,Highstrengthsteelhastheadvantagesofhighstrengthandlowplasticity.Itiseasiertocausethewearofthedie.Therefore,higherrequirementsareputforwardonthestructuralformsofstampingdie.Atpresent,structuraldesignofstampingdiedependso