【正文】 使法蘭區(qū)部分材料的流動(dòng)阻力加 大，從而達(dá)到消除起皺。 1. 凸模 圖 劃分網(wǎng)格后的有限元模型 （ 2）半球形件拉深時(shí)，凸緣變形區(qū)圓角處的拉深阻力大于直邊的拉深阻力，造成圓角處的變形程度比直邊處的變形程度要大。通過(guò)對(duì)凹模施加拉延筋來(lái)增加進(jìn)料的阻力，從而減少起皺與拉裂，再 借助 CAE 手段建 模通過(guò) DYNAFORM 改變拉延筋參數(shù)方式（拉延筋的位置，形式，筋高等），進(jìn)行半球形件成形性能的有限元仿真分析，探討半球形件沖壓成形工藝。 關(guān)鍵詞 拉延筋 半球形件 沖壓成形 有限元 畢業(yè) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）外文摘要 Title Drawbead Design Of Hemispherical Stamping Based On Finite Element Analysis Abstract Hemispherical pieces of paper, through analysis of the deformation in forming the characteristics of hemispherical in forming the understanding of the problems: wrinkling and rupture. Then cause wrinkling and rupture pins factors affecting the analysis, especially designed drawbead hemispherical Stamping in effect through the use of CAE modeling drawbead with DYNAFORM change the location, drawbead way, rib height , Drawing speed and blank holder force and other factors, the performance of hemispherical shape parts finite element analysis simulation of metal forming process hemispherical drawbead design, and ultimately select the optimum Drawbead parameters. Keywords Drawbead Hemispherical pieces Stamping FEM 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 Ⅰ 頁(yè) 共 Ⅰ 頁(yè) 目 錄 1 緒論 ............................................................. 1 選題背景 ....................................................... 1 沖壓成形技術(shù)研究現(xiàn)狀 ........................................... 1 主要研究目標(biāo)及內(nèi)容 ............................................. 2 論文的組織結(jié)構(gòu) ................................................. 2 2 半球形件沖壓成形工藝?yán)碚摲治?..................................... 4 半球形件沖壓成形的變形特點(diǎn) ..................................... 4 半球形件沖壓成形遇到的問(wèn)題 ..................................... 5 影響半球形件沖壓成形的因素 ..................................... 7 本章小結(jié) ...................................................... 10 3 半球形件沖壓成形的仿真模型建立 .................................. 11 DYNAFORM 軟件概述 ............................................. 11 基于 DYNAFORM 的半球形件成形模擬的流程 ......................... 11 半球形件仿真模型的建立及拉延筋的生成 .......................... 13 成形極限圖 FLD ................................................ 21 4 半球形件沖壓成形中拉延筋設(shè)計(jì)模擬分析 ............................ 22 參數(shù)選擇 ...................................................... 22 研究分 析思路 .................................................. 22 不同的拉延筋位置對(duì)半球形件成形影響分析 ........................ 22 不同的拉延方式對(duì)半球形件成形影響分析 .......................... 26 不同的筋高對(duì)半球形件成形影響分析 .............................. 28 不同的拉深速度對(duì)半球形件成形影響分析 .......................... 31 不同的壓邊力對(duì)半球形件成形影響分析 ............................ 34 本章小結(jié) ...................................................... 37 結(jié)束語(yǔ) ............................................................. 38 致 謝 ............................................................. 39 參 考 文 獻(xiàn) ........................................................ 40 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 1 頁(yè) 共 41 頁(yè) 1 緒論 選題背景 半球形零件在板料成形中是經(jīng)常遇到的比較典型的零件。從試驗(yàn)的角度分析半球形零件沖壓成形的失穩(wěn)點(diǎn)，得出半球形零件的內(nèi)皺一般發(fā)生在相對(duì)其半徑為 ～ 附近的位置處。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 4 頁(yè) 共 41 頁(yè) 2 半球形件沖壓成形工藝?yán)碚摲治? 在沖壓生產(chǎn)的過(guò)程中，拉深件的種類很多，形狀各不相同，雖然它們的沖壓過(guò)程都叫做拉深，但其變形區(qū)的位置、變形的性質(zhì)、應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)及其分布等都各不相同，所以工藝參數(shù)、工序數(shù)目與順序的確定方法及模具設(shè)計(jì)原則與方法也都不一樣，由于半球形件法蘭部分易起皺，內(nèi)壁容易拉裂，并且受 壓邊力、 凹模圓角半徑 、拉延筋的參數(shù) 等因素的影響，使得其起皺影響區(qū)成形機(jī)理非常復(fù)雜 [6]。 在板料沖壓過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種各樣的起皺，按造成起皺的外力分可以分為四類（如圖），這和引起起皺的外力分類（包括壓縮力、剪切力、不均勻拉深力以及平面內(nèi)彎曲力等四類）是一一對(duì)應(yīng)的。 毛坯幾何參數(shù) 對(duì)于半球形件來(lái)說(shuō)，其毛坯幾何參數(shù)主要包括：相對(duì)厚度、板料的初始外形和尺寸。 在實(shí)際生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn)效率，沖壓速度一般取較大值。 材料性能參數(shù) 影響板料成形的材料性能參數(shù)主要有：強(qiáng)度系數(shù) K、厚向異性指數(shù) r及材料強(qiáng)化指數(shù) n。所以安全區(qū)域隨著應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù) n值的增大而增大。 圖 導(dǎo)入后的模型 單擊 Parts，選擇 Edit，在 Edit part 窗口為導(dǎo)入文件重新編輯如圖 。接著快速分別定義凹模、壓邊圈、板材 、沖壓速度和壓邊力等。 成形極限圖（ FLD）（如圖 ）廣泛應(yīng)用于板材成形性的評(píng)價(jià)以及分析沖壓工藝的可行性。 不同的拉延筋位置對(duì)半球形件成形影響分析 為分析在不同的拉延筋位置下工件的成形性能，試驗(yàn)條件如下： （ 1）模具的間隙為 ； （ 2）凹模、凸模和板料間及壓邊圈和板料間的摩擦系數(shù)都為 摩擦邊界條件為 ?本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 23 頁(yè) 共 41 頁(yè) ＝ ； （ 3） 材料選用 AA6009 參數(shù)如表 ； （ 4）模擬運(yùn)動(dòng)速度為 20xxmm/s； （ 5）半球的半徑 為 180 mm,底圓角半徑 r=20mm,材料厚為 mm. 根據(jù)上述的參數(shù)設(shè)定在 DYNAFORM 中進(jìn)行分析，分別采用不同的摩擦系數(shù)進(jìn)行模擬如圖 、圖 ，模擬試驗(yàn)結(jié)果如表 ： 表 不同拉延筋位置下的模擬數(shù)據(jù) 筋的位置 40 60 80 100 120 最大變薄率 % 最大變厚率 % 最大正應(yīng)變 最大負(fù)應(yīng)變 最大正應(yīng)力 Pa 最大負(fù)應(yīng)力 Pa 成形效果 起皺 起皺 起皺 起皺變大 破裂 （ a） 無(wú)拉延筋 （ b）拉延筋在 40mm 位置 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 24 頁(yè) 共 41 頁(yè) （ c）拉延筋在 60mm 位置 （ d）拉延筋在 80mm 位置 （ e）拉延筋在 100mm 位置 （ f）拉延筋在 120mm 位置 圖 不同筋的位置下 FLD 圖 01020304050607040 60 80 100 120筋位置百分比/%最大變薄率%最大變厚率% (a) 厚薄變化曲線 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 25 頁(yè) 共 41 頁(yè) 040 60 80 100 120筋位置應(yīng)變量最大正應(yīng)變最大負(fù)應(yīng)變 (b) 應(yīng)變變化曲線 300200100010020030040040 60 80 100 120筋位置應(yīng)力/Pa最大正應(yīng)力Pa最大負(fù)應(yīng)力Pa (c) 應(yīng)力變化曲線 圖 不同筋的位置下參數(shù)變化曲線圖 由上分析結(jié)果如下： （ 1）從厚薄圖可以看出隨著拉延筋的位置不斷向凹模入口移動(dòng)時(shí)，材料的最大變薄率和最大變厚率也隨之變大，在靠近凹模入口時(shí)出現(xiàn)明顯變化。 （ 2）從應(yīng)力應(yīng)變圖來(lái)看隨著筋高的不斷增加，應(yīng)力應(yīng)變?cè)谝欢ǚ秶鷥?nèi)，處于一個(gè)恒定的水平，變化不是很明顯。 拉深過(guò) 程中拉延筋的設(shè)計(jì)對(duì)形件的影響： （ 1） 起皺方面：拉延筋的各個(gè)參數(shù)對(duì)形件的起皺影響很大，當(dāng)筋的位置距離進(jìn)入凹模越遠(yuǎn)時(shí)， 材料通過(guò)拉延筋時(shí)的阻力比較小，材料流動(dòng)速度比較快而且通過(guò)拉延筋后還有一段距離才能進(jìn)入凹模，這樣容易引起起皺。 首先感謝我的指導(dǎo)老師師張衛(wèi)老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)和親切關(guān)懷。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 39 頁(yè) 共 41 頁(yè) 致 謝 時(shí)光匆匆，轉(zhuǎn)眼間，四年的本科生活即將成為過(guò)去，我們每個(gè)人都將要走上自己的工作崗位。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 37 頁(yè) 共 41 頁(yè) （ 2）從應(yīng)力應(yīng)變圖看出隨著壓邊力的增大，應(yīng)力和應(yīng)變緩慢增大，處于一個(gè)恒定的水平，說(shuō)明了壓邊力的變化對(duì)應(yīng)力應(yīng)變的影響不是很明顯。所以，我們選擇圓筋比較合理些。兼顧板料成形的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程、模擬效率和模擬精度的要求，取凸模的模擬運(yùn)動(dòng)速度為 20xxmm/s， 行程為 180mm，凹模和板料間及壓邊圈和板料間的摩擦系數(shù)都為 ，壓邊力為 200（ KN），先進(jìn)行試驗(yàn)。 后處理工作 有限元分析計(jì)算過(guò)程結(jié)束后，首先動(dòng)態(tài)顯示各部件（ 凹模、 壓邊圈以及板料等 ）的運(yùn)動(dòng)情況，來(lái)確定計(jì)算是否合理。具體的拉延筋合理的選擇位置會(huì)在后面的 試驗(yàn)中加以討論。 (a) 凹模三維圖 (b) 凸模三維圖 圖 模具及板料三維圖 （