ANSYS有限元分析__油封骨架冲压成型数值仿真__毕业论文.docx

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1、ANSYS非线性有限元分析油封骨架冲压成型的数值仿真学生：WCZ学号：XXXXXXXXXXX专业：XXXXXXXXX班级：200X.1指导老师：WHBXXXXXXXXXXXX0年六月XXXXXX毕业论文任务书论文题目：油封一架冲压成型的数值仿真学院：XXXX专业:XXXXXXXX班级:OX级X班学号XXXXXXXXXXX学生：WCZ指导老肺：WHB接受任务时间201X年3月教研室主任（签名）院长（签名）1 .毕业论文的主要内容及基本要求采纳1.sYyna模拟油封骨架冲压成型的全过程。1.硬定坯料尺寸，凹模尺寸及凸模尺寸：2,确定冲压步骤：3,探讨压边力大小对成形的影响，探讨冲压速度对成型的影响

2、；4,分析油封骨架弯折区域的变形。2 .指定杳阅的主要参考文献及说明刘建超,张宝忠.冲压模具设计与制造M.北京：高等教化出版社,2004.6俞汉清,陈金t金属塑性成型原理AM北京：机械工业出版社，1999.8廖念钊.互换性与测盘技术.北京:中国计量出版社，1982卢险峰.冲压工艺模具Oa北京：机械工业出版社,2006.2夏巨谕,李志刚.中国模具设计大典（电子版）郝好山，胡仁喜,康士廷ANSYS12.01.S-DYNA非线性有限元分析从入门到精通M.北京：机械工业出版社,2010.3尚晓江,苏建宇，王化峰.ansys/ls-dyna动力分析方法与工程实例m.北京：中国水利水电出版社,2006.1

3、张乐乐,苏树强,潭南林AWSYS协助分析应用基础教程M.北京：清华高校出版社、北京交通离校出版社，2007.123 .进度支配论文各阶段名称起止日期1杳阅相关资料，明确课避的探讨意义2011/03/02-11/03/142学习Ansys软件，以达到能娴熟运用AnsysZ1.S-DYNA进行建模、求解、分析2011/03/15-11/04/123冲压成型工艺的确定、相关数据的“夕2011/04/13-11/04/214利用ArisysZ1.S-DYNA进行模鞭的隹立、相关条件的设置、求解、H终的结果分析以及论文的编写2011/04/23-11/05/25打印、相关资料的整理、打算答解2011/0

4、6/01-11/06/10摘要本论文较具体地讲解并描述了冲质成型数值仿真分析有限元理论基班,主要包括单元的算法、材料模型以及接触算法等,具体叙述了冲压成型仿真分析的有限元建模过程,在上述理论基础上对油封骨架的拉深过程进行了数值仿真。具体内容如1 .系统讲解并描述了冲压成型仿真分析非线性的有限元理论：叙述了冲压仿真的材料模型，并且在参考有关文献资料的基础上推导了Barlat和HiH模型的帅塑性本构关系的表达式，叙述了适用于冲压仿其分析的BWC壳单元理论及其接触算法等。2 .具体介绍了油封骨架冲压成型仿翼分析的建模方法及求解过程。在此基础上探讨了压边力和冲压速度对成形件质量的影响，凸模的虚拟速度对

5、仿真结果精度的影响,并在参考/有关资料的基础上给出了合理设置凸模下行速度的依据“关键词：油封骨架：冲压成型：有限元：数值仿真：压边力：冲压速度ABSTRACTInthispaperthenonlinearexplicitfiniteelementtheoryisSludiedsystematically,whichincludematerialrnodels,elementalgorirhandcontacthandlingnetietc.TheFEmodelingIIleIhOdSofseningsimulationareinvestigated.Andonthebasisofthem,(h

6、eIbnningsimulationofIrarneworkoilsealaremadeandresultsanalyzed.1. ThenonlinearfiniteelementtheoryforpunchformingisSystematiciallyexpoundedanddiM:ussed.usedmaterialmodelsforstampingsimulationarediscussedandstudied.andbasedonofreferenceofotherresearchpapers.theexplicitdezriptionofElastic-plasticMateri

7、alsforBarlatandHillyieldmodelsarcestablished.BWCshellelementtheoryandcontacthandlingalgorithmarcalsoexpoundedinthispaper.2. TheFEmodelingmethodsofframeworkoilsealarcintroducedandso!ution.thceffectofblankholderforceandpunchVdOCiIyonthefo11nabililyofcrossmemberdeepdrawingwerediscussedandtheeffectofvit

8、ualpunchvelocityforthesolutionprecisionarcanalysed.onthebasisofthercasionablcvitualpunchvelocityarcproVidCd,accordingtorelativeinformation.Keyword:frameworkoilseal;punchfb11ning;finiteelement;numericalsimulation;blankholderforce;punchvelocity.摘要I/ABSTRACTIl第1章结论I1.2探讨内容2第2章确定冲压工艺及弁数32.1 确定加艺32.2 确定M

9、尺寸与IiS次敷4确定坯料尺寸4确定拉深次数42.3 确定成型尺寸42.4 工艺力的计算62.5 材料性能7第3章冲压成型非线性有限元理论83.1 引Ir83.2 材料非货性的弹振性本构关系91.1.1 2.1材料的底服模型91.1.2 弹型性材料本构关系一般表达式推导幡褒:未定义书笠.1.1.3 对应各种U科屈服函数的弹塑性本构关系错篌!未定义书签.3.3板料冲压成型光单元舞法情囊:未定义书筌.3. 3.1BelytschkoWongChiang光单元的算法脩懊:未定义书签.3.4 几何非线性有限元限制方程借黄:未定义书卷.3.5 冲压成Sl有限元分析的接触算法倚谀:未定义书筌.3.5.11

10、.s-dyna的接触算法惭热未定义书筌.3.5.21.S-DYNA的接触类型情褒:未定义书签.3.6有限元限网方程的显式积分算法幡决:未定义书签.第4章冲压成型数值仿真的有限元建模及求解脩决未定义书卷.4.1 启动ANSYS/1.S-DYNA脩谀:未定义书签.4.2 定义单元类型、实常敷、材料模型错误:未定义书签.4.2.1过滤图形界面借谀:未定义书签.4.2.2定义单元类型错慢;未定义书笙.4.2.3定义实常数得俣:未定义书发.4.2.4定义材料模型管谡:未定义书签.4.2.5壳%变更限制函*未定义书筌.4.3创建几何实体模型惜褒!未定义书签.1.3.1创建板料未定义书笈.4.3.2创建凸模

11、借根!未定义书筌.4.3.3创建凹模幡误!未定义书笈.4.3.4创建压边曲错谀!未定义书签.4.4网格划分帽俣!未定义书签.4.4.1板料网格划分脩俣:未定义书笠.4.4.2凸模、凹模、乐边圈用格划分倚集:未定义书卷.4.5定义她未定义书发.4.5.1创隹PART储谀:未定义书筌.1.5.2定义接触情褒!未定义书签.4.6未定义书筌.1.6.1定义战荷数祖脩谈:未定义书签.4.6.2施加战荷脩谀!未定义书筌.4.7求解限制与求解错馔!未定义书签.4.7.1设置分析时间慌褒:未定义书签.4.7.2设置结果文件输出类型得谀:未定义书笙.4.7.3设置结果文件输出步数脩谀:未定义书鲤.4.7.4能量

12、限制得谀:未定义书签.4.8ANSYS后处理ISPOSTl博褒:未定义书签.1.8.1读取结果文件脩误!未定义书筌.1.8.2绘制显示结果幽克未定义书签.4.8.3绘制节点的等值云图幡误!未定义书签.第5章仿真结果的分析影未定义书发5l三t未定义书签.5.2 凸模蚓速度探讨储谀:未定义书签.5.3 试险结果对比与分析错慢;未定义书筌.5.3.1J*边力对成形的影响得俣:未定义书筌.5.3.2凸模下行速度对成形的影响修谡:未定义书然.第6章分析结论错俣:未定义书签.叁考文献错误:未定义书筌.附录脩俣!未定义书筌.第1章绪论1.1 探讨意义油封主要用于密封机械设备中旋转轴的密封元件，在各个行业中仃

13、着广泛的应用。其外部的例简形金阑骨架是用来保证对腔体的静态密封，称为油封骨架。它的材料般是工业用冷轧钢带，厚度通常在081.2mm左右，利用冲压成型而得。其主要的生产工序是冲裁、拉深，在拉深成里过程中很荷洁出现拉裂、制耳、回弹等缺陷。在正式投产之前，往往要经过许多次的调成和修正才能牵强保证产品的质量。这样就造成原材料的奢侈、生产周期的延长和公司生产成本的增加。而且过分依旅阅历公式也很难保证零件的精度和运用寿命。其实不光油封骨架的冲压成型如此，现阶段几平全部的金属板料冲压成型都存在这样的问题，这有我内在的缘由。金底板料冲压成型由于板料冲压成型过程特别困难，使得对其成型限制特别困难，板料成形过程牵

14、涉到几何非线性、材料非线性和边界条件非线性的困难的力学问题。同时也包含大位移、大变形等特别困难的物理现鬃.耍对冲压成型过程进行限制，就必需动态模拟这个成型过程，这在实际中是不行能进行的，必需借助其他协助工具。近年来随着计算机技术和有限元模拟技术的快速发展，利用有限元软件模拟金属板料冲压成型过程已成为可能。AnSyV1.S-DYNA作为世界上最何名的通用显式非线性动力分析软件，能够模拟真实世界的各种困难的几何非线性、材料非线性和接触非线性问题，特殊适合求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性动力冲击问题。通过实体模量的建立、有限元网格的划分、力学特性参数的谢定、接触问题、载

15、荷与约束条件的施加等，对冲压成型过程进行模拟。真实、全面地反映金属冲压成型的全过程，对于发觉、解决问题带来了便利，缩短了研发时间、降低了研发经费，保证了产品的质量，从而大大提高了产品的市场竞争力。随着有限元仿其技术在机械制造、材料加工等行业的广泛应用，将会带动制造行业技术的新变革。1.2 探讨内容本课题的探讨目的是采纳AnsyMJi-DYNA模拟油封骨架冲压成型的过程，探讨压边力、冲压速度等因素时成形件质量的影响，分析油封骨架折弯区域的变形.对可能出观的问题进行分析，找到解决方案。并将探讨成果推广应用到般冲压成形件上。具体内容支配如下：第1堂绪论。该部分介绍了本课题的探讨意义以及探讨内容，主要包括：油封骨架成形及可能出现的问题，AnsysZ1.S-DYNA在冲压成形中的应用及发展前景等。第2章冲压工艺及参数的确定。本章主要介绍了油封骨架冲压成形工艺和相关参数的确定，包括：加工工艺，坯料尺寸，拉深次数，成形零部件