【正文】 解域。在應(yīng)用 有 元法分析問題時，首先采用“化整為零”的辦法，將連續(xù)體分解為有限個性態(tài)比較簡單的“單元 ，對這些單元分別進(jìn)行分析：然后采用“積零為整 的辦法，將各單 元重新組合為原來的連續(xù)體的簡化了的模型，通過求解這個模型 (例如位移 )在若干離散點上的數(shù)值解；最后，根據(jù)得到的數(shù)值解再回到各個單元中計算其他物理量 (例如應(yīng)變、應(yīng)力 )有限元法起源于 20世紀(jì) 40年代提出的結(jié)構(gòu)力學(xué)中的矩陣算法。圖 11展示了有限元方法的發(fā)展過程。塑性理論是有限元分析的基礎(chǔ)，這方面的內(nèi)容很多，以下只就網(wǎng)格重劃技術(shù)中涉及的理論問題，主要是增量理論的基本理論加以簡要的綜述。對于塑性加工過程進(jìn)行物理模擬時，應(yīng)首先對所研究的問題進(jìn)行模擬 分析一般的，當(dāng)成形制件尺寸過大和過小、成形材料強(qiáng)度高 、成形條件苛刻 (如 成形溫度高、成形力大 )等，為了節(jié)省試驗費用和縮短試驗周期，多根據(jù)模型 相似的原理，降低實際成形條件，進(jìn)行模擬試驗，然后將實驗結(jié)果推廣到實際 成形過程。 早在 1870年，英國科學(xué)家 Rayleigh就采用假想的 “ 試函數(shù) ” 來求解復(fù)雜的微分方程， 1909年 Ritz將其發(fā)展成為完善的數(shù)值近似方法，為現(xiàn)代有限元方法打下堅實基礎(chǔ)。如果單元滿足收斂條件，得到的近似解最后將收斂于精確解 。有限元法是一種新的現(xiàn)代數(shù)值方法。在一般情況 下，共有 16個未知數(shù)，需聯(lián)列求解 16個方程。我 CATIA 初學(xué)曲面設(shè)計并未接觸過，為了順利完成補(bǔ)面我查看了相關(guān) CATIA 曲面的設(shè)計的理論，在 CATIA V5R21 曲面設(shè)計教程 的幫助下采取一片一片補(bǔ)面再接合裁去多余部分的辦法勉強(qiáng)完成了源文件的拓展。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 29 圖 16接合之后效果 圖 17 該 功能是填充曲面間的間隙，在曲面連接檢查后或曲面合并后存在微小縫隙的情況下使用。之后倒入 PAMSTAMP即可開始做拉深模擬。 3DVIA Composer 則更進(jìn)一步拓展了3D 逼真體驗技術(shù)在數(shù)字出版應(yīng)用的競爭優(yōu) 勢。 （ 4） VPM，設(shè)計數(shù)據(jù)共享平臺，跨國公司各設(shè)計中心可使用此 軟件 進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息狀態(tài)共享 。 CATIA 競爭優(yōu)勢 CATIA 的競爭對手包括 UG NX， Pro/E， Topsolid,Cimatron。允許任意配置的解決方案可滿足從最小的供貨商到最大的跨國公司的需要。 幾何 和智能工程混合建模：對于一個企業(yè)，可以將企業(yè)多年的經(jīng)驗積累到CATIA 的知識庫中，用于指導(dǎo)本企業(yè)新手，或指導(dǎo)新車型的開發(fā)，加速新型號推向市場的時間。 CATIA 是 法國 的產(chǎn)品開發(fā) 旗艦 解決方案。與傳統(tǒng) CAD 軟件相比，其具有參數(shù)化設(shè)計功能，設(shè)計人員的每一步操作都會被記錄下來。第一種叫做單一曲線假設(shè)，根據(jù)這 種假設(shè)。實際上，材料經(jīng)塑性變形后，要產(chǎn)生應(yīng)變硬化，因此 屈服應(yīng)力并不是常數(shù)．屈服準(zhǔn)則將發(fā)生變化。 圖 件下的加工硬化曲線 (實際應(yīng)力一應(yīng)變曲線 )。 有的書上，也有將拉深變形過程分為五個區(qū)域來進(jìn)行分析的。顯然，愈增厚的材料，其硬化也愈嚴(yán)重。拉深過程主要在這區(qū)域內(nèi)完成。建立彈塑性關(guān)系主要解決：在什么樣的復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下 材料如何流動，及建立屈服準(zhǔn)則和流動準(zhǔn)則。靜力隱式格式在每一增量步內(nèi)都要求進(jìn)行多次迭代，直到滿足收斂條件后，在進(jìn)行下一增量步，一旦某一步收斂條件不滿足，則導(dǎo)致收斂性錯誤而是運算停止，無法得到所需解答。隨著 CAE 軟件的應(yīng)用領(lǐng)域越來越寬，軟件也變得 更加易于使用，界面更加友好和智能化，朝著適應(yīng)用戶要求的防線發(fā)展。 CAE 介紹 廣義的 CAE（ Computer Aided Engineering） 計算機(jī)輔助工程，包括工程和制造業(yè)信息化的所有方面。其中這個帶料連續(xù)拉深 方法操作安全、簡便，拉深件質(zhì)量，是用于小賤大批量生產(chǎn)，不但有效解決了條料起皺等問題，同時保證各拉深工序之間的送進(jìn)步距一致。 （ 3） 冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化。 涉及的內(nèi)容主要是在考慮拉深變 形實際中半管材料曲率變化規(guī)律和冷變形硬化規(guī)律的基礎(chǔ)上，進(jìn)行拉深工藝模擬分析的研究等。再者，它還可比正拉 深顯著地降低拉深的工序次數(shù)。 極限拉深系數(shù) ［ m］從工藝的角度來看，［ m］越小越有利于減少工序數(shù)。它的特點是：結(jié)構(gòu)相對較簡單，與沖裁模比較，工作部分有較大的圓角，表面 質(zhì)量要求高，凸、凹模間隙略大于板料厚度。作者認(rèn)為國內(nèi)外公認(rèn)統(tǒng)拉深力理論公式未考慮加工硬化或硬化規(guī)律選用不妥，并假定材料厚度不變。沒有發(fā)現(xiàn)單純搞拉深理論研究的人。 如 程永奇等的《鎂合金拉深工藝的研究與進(jìn)展》 結(jié)合作者的研究論述了在鎂合金拉深過程中模具結(jié)構(gòu)、成形溫度、拉深速度、潤滑條件、壓邊方式等對拉深成形效果和極限拉深比的影響 。但這種算法進(jìn)行很多假設(shè)，比如板料厚度變化均勻、簡單加載、理想塑性材料等條件，有些部分與實際情況不符合。其中數(shù)值模擬計算有：解析方程 解析解、解析方程 數(shù)值解、 建立有限元模型。 numerical simulation西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 1 目錄 第一章 緒 論 ........................................................ 4 拉深成形的發(fā)展現(xiàn)狀 ............................................. 4 拉深成形研究的基本方法和技術(shù) ................................... 4 數(shù)值模擬計算 .................................................4 拉深成型的實驗研究 和 數(shù)值模擬 ................................. 5 屈服準(zhǔn)則和和材料硬化理論研究 ................................. 6 拉深系數(shù)和拉深次數(shù)確定 ......................................... 6 拉深的定義及拉深模 ........................................... 6 拉深基本過程 ................................................. 7 拉深系數(shù)確定 ................................................. 7 多次拉深的方式 ............................................... 8 拉深成形研意義及發(fā)展趨勢 ....................................... 8 小結(jié) ............................................................ 9 第二章 板料成型理論及拉深過程分析 ................................. 10 拉深 簡介 ....................................................... 10 CAE 介紹 ....................................................... 10 板料成型關(guān)鍵技術(shù)概述 ........................................... 10 板料成型工藝簡介 ............................................ 10 板料成型關(guān)鍵技術(shù) ............................................ 11 拉深過程中毛坯的應(yīng) 力應(yīng)變狀態(tài) ................................... 12 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 2 拉深和沖壓成形中的硬化現(xiàn)象 ....................................13 .........................................13 硬化材料的屈服準(zhǔn)則簡介 ...................................... 15 第三章 CATIA 軟件介紹及拉深建模 .................................... 17 CATIA 軟件介紹 ................................................. 17 CATIA 強(qiáng)大功能 ................................................ 18 CATIA 先進(jìn)的混合建模技術(shù) .................................... 18 CATIA 所有模塊具有全相關(guān)性 .................................. 18 并行工程的設(shè)計環(huán)境使得設(shè)計周 期大大縮短 ...................... 19 CATIA 覆蓋了產(chǎn)品開發(fā)的整個過程 .............................. 19 CATIA V5 具有特征 .............................................. 19 CATIA 競爭優(yōu)勢 ................................................. 20 具體建模過程 ................................................... 21 具體補(bǔ)面過程 ................................................... 23 第四章 CAE 軟件介紹及拉深模擬過程 .................................. 36 有限元基本思想 ................................................. 36 有限元的發(fā)展 進(jìn)程 ............................................... 37 PAMSTAMP 軟件介紹 ............................................. 39 PAMSTAMP 特點 及應(yīng)用范圍 .................................... 39 PAMSTAMP 模塊種類 .......................................... 39 深變形有限元分析模擬 ........................................... 40 零件定義 .................................................... 41 劃分網(wǎng)格 .................................................... 41 板料的生成 .................................................. 45 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 3 定義材料特性 ................................................ 46 零件定位 .................................................... 47 定義接觸 .................................................... 49 加載 ........................................................ 50 運動學(xué)檢查 .................................................. 50 計算求解 .................................................... 54 模擬結(jié)果及其分析 ............................................... 56 模擬中出現(xiàn)的主要問題 ........................................ 56 拉深模擬結(jié)果 ................................................ 57 機(jī)翼燈罩模型補(bǔ)面及拉深模擬改進(jìn) .............................. 61 ........................................................ 63 第五章 結(jié)論與展望 ................................................. 65 結(jié)論 ........................................................... 65 工作展望 ....................................................... 66 參考文獻(xiàn) ......