拉深孔复杂车门拉深成型的数值模拟

拉深孔复杂车门拉深成型的数值模拟

摘   要

起皱与破裂是复杂拉深件拉深过程的主要失效形式，由于难以计算其变形程度，目前国内外在采用传统压力机上生产时，大都是一次拉深成形，为了降低模具设计制造的风险与成本，工业发达国家如日本、德国、美国等，在模具设计制造之前，通常运用有限元分析技术，模拟冲压过程，预测拉深过程中可能产生的起皱和破裂，及时修改冲压件的结构尺寸形状使之符合冲压件的冲压工艺条件。

本文以汽车覆盖件车门门框为例，论述了建立产品的三维CAD模型与有限元分析过程。分别从成形区域、安全区域、主应力等方面进行分析，分析结果表明存在应力集中区域，出现起皱和破裂发生的可能性，采用的模具上打孔的方法来探讨该汽车门框是否有助于提高拉深成形质量，并以分析结果作为模具设计制造的理论依据。

关键词：  汽车覆盖件  CAD模型  有限元分析

目  录

摘   要 I

Abstract II

第一章  绪论 1

1.1  课题背景、目的及意义 1

1.2  国内外研究现状分析 1

1.3  本文主要研究的内容 2

第2章  汽车覆盖件 4

2.1 汽车覆盖件起皱和开裂现象的分析 4

2.2 起皱和开裂现象的解决方法 7

2.3.1 零件起皱 7

2.3.2 零件开裂 8

2.4 本章小节 9

第3章  虚拟制造 10

3.1 虚拟制造(VM) 10

3.1.1 虚拟设计技术(VDT) 11

3.1.2 虚拟制造技术(VMT) 11

3.1.3 虚拟制造系统(VMS) 11

3.2 虚拟制造在汽车覆盖件模具中的应用 11

3.2.1 汽车覆盖件模具虚拟制造的开发流程 12

3.2.2 汽车覆盖件模具虚拟制造中的关键技术 13

3.3 虚拟制造目前的发展状况 14

3.4 本章小节 15

第4章  有限元分析软件 16

4.1有限元分析软件ANSYS及其使用 16

4.1.1 前处理 17

4.1.2 加载及求解 17

4.1.3 后处理 17

4.2 Pro/E与ANSYS之间模型数据的转换 18

4.2.1 利用IGES中间标准格式转换 18

4.2.2 使用ANSYS－Pro/E接口转换 19

4.3 LS-DYNA介绍 19

4.4 有限元分析系统的发展现状 21

4.4 本章小节 22

第5章  设计内容 23

5.1 汽车门框工程图分析 23

5.2 绘制Pro/E三维图 23

5.3 毛坯展开 27

5.4 有限元分析 28

5.5 成形性能评价标准 29

5.6 分析结果 31

5.7 本章小节 37

总  结 38

参考文献 39

致  谢 40