RC汽車模型底盤的簡要設(shè)計與制造（桂理工）,rc,汽車模型,底盤,簡要,扼要,設(shè)計,制造,理工 本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 開題報告（含論文綜述） 學(xué) 院： 機(jī)械與控制工程學(xué)院 所屬教研室： 機(jī)械工程教研室 課題名稱：復(fù)雜階梯形圓筒件拉深有限元分析 專業(yè)(方向)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 （模具設(shè)計與制造） 班 級：機(jī)械11-2班 學(xué)號： 3110644210 學(xué) 生： 林紫梅 指導(dǎo)教師： 覃天 職稱： 工程師 開題日期： 2015年 3 月 10 日 一、畢業(yè)設(shè)計（論文）選題的目的和意義。[ ⑴ 課題名稱；⑵ 有關(guān)的研究方向的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展情況分析；⑶ 前人在本選題研究領(lǐng)域中的工作成果簡述] ⑴ 課題名稱：復(fù)雜階梯型圓筒件有限元分析與研究 （零件圖片） ⑵ 有關(guān)的研究方向的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展情況分析 1. 歷史 模具是工業(yè)生產(chǎn)中及其重要而又不可或缺的特殊的基礎(chǔ)工藝裝備，工業(yè)要發(fā)展磨具須先行。沖壓模具是模具的重要組成部分。沖壓是指在常溫下靠壓力機(jī)和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形和分離，從而獲得所需形狀和尺寸的加工方法。板料沖壓與切削加工相比具有更高的加工效率，而且能獲得更高的材料利用率，沖壓已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車、航天、船舶、家電等領(lǐng)域。在汽車制造領(lǐng)域，由于汽車車身的制造精度高，而且生產(chǎn)批量比較大，絕大部分的車身部件均采用金屬板料沖壓技術(shù)進(jìn)行實際生產(chǎn)。 板材成型有限元分析技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代初期，在近20年內(nèi)得到了迅速發(fā)展。由于其高效的計算功能使得應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，已經(jīng)于分析復(fù)雜板材沖壓過程。這一技術(shù)既可以應(yīng)用于模具設(shè)計階段，也可以應(yīng)用于分析和解決實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量問題。 2. 現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢 目前，板料成型數(shù)值模擬技術(shù)逐漸走向成熟，已成為商業(yè)化的板料分析CAE軟件，得到了許多工業(yè)部門的重視和應(yīng)用。美國的通用、福特，德國的大眾、奔馳，日本的本田、日產(chǎn)等大型汽車制造公司，都已經(jīng)開始應(yīng)用板料成型分析CAE軟件來指導(dǎo)板料成型件的開發(fā)和生產(chǎn)，產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益。DYNAFORM軟件是美國ETA公司和LSTC公司聯(lián)合開發(fā)的用于板料成型目前，板料成型數(shù)值模擬技術(shù)逐漸走向成熟，已成為商業(yè)化的板料分析過程模擬仿真的專用軟件。它集成了DYNAFORM軟件本身功能強大的前處理功能和ETA—Post后處理軟件，以及LSTC公司開發(fā)的有限元動力顯示求解器960和970。目前，DYNAFORM軟件已在我國長安汽車、南京汽車、上海寶鋼、上海大眾等知名企業(yè)中得到成功應(yīng)用。DYNAFORM軟件能夠?qū)φ麄€模具開發(fā)過程進(jìn)行模擬，從而大大減少模具的調(diào)試時間和降低生產(chǎn)高質(zhì)量覆蓋件和沖壓件的成本，并且能夠有效模擬模具成型過程中4個主要工藝：壓邊、拉深、回彈和多工步成型。同時，還可以較好地預(yù)測成型過程中板料的破裂、起皺、減薄、劃痕、回彈，評估板料的成型性能，從而為板料成型工藝及模具提供幫助。 ⑶ 前人在本選題研究領(lǐng)域中的工作成果簡述 板料拉深成型是材料加工的基本方法之一，具有生產(chǎn)率高、尺寸精度好、重量輕、成本低和易于實現(xiàn)機(jī)械化與自動化等特點。Dynaform軟件是現(xiàn)在流行的板料成形分析軟件中，較為成功的一種是由美國ETA公司和LSTC公司聯(lián)合開發(fā)，用于板材成形模擬的專用軟件包,可以幫助模具設(shè)計人員顯著減少模具開發(fā)設(shè)計時間及試模周期，不但具有良好的易用性，而且包括大量的智能化自動工具，可方便地求解各類板料成形問題。Dynaform軟件包括板成形分析所需的與CAD軟件的接口、前后處理、分析求解等所有功能；Dynaform專門用于工藝及模具設(shè)計涉及的復(fù)雜板成形問題Dynaform軟件可以預(yù)測成形過程中板料的裂紋、起皺、減薄、劃痕、回彈，評估板料的成形性能，從而為板材成形工藝及模具設(shè)計提供幫助。Dynaform結(jié)合了大量的自動特征與LS-NYNA的非線性有限元顯示算法，成為了強大的沖壓工藝解決有限元工具。Dynaform已被金屬成形工業(yè)廣泛地用于解決復(fù)雜的成形問題。 二、設(shè)計或研究主要內(nèi)容和重點，預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)及擬解決的主要問題和技術(shù)關(guān)鍵，有何創(chuàng)新之處。（此部分為重點闡述內(nèi)容） 1.研究主要內(nèi)容 ①先分析零件的結(jié)構(gòu)特點，首先探討一次拉深成型方案的可行性，通過理論計算壓邊圈最小壓邊力，確定參數(shù)的范圍，在Dynaform對零件進(jìn)行一系列壓邊力數(shù)組的數(shù)值模擬，觀測成形極限圖，根據(jù)厚度變化分布圖采集數(shù)據(jù)繪制模擬數(shù)值表格，取證一次成形是行不通的。 ②根據(jù)一次成形數(shù)據(jù)模擬結(jié)果，動畫模擬分析成形過程中出現(xiàn)拉裂和起皺的幀率，判斷拉裂起皺的原因，確定拉深次數(shù)及拉深方法。 ③分別對設(shè)計好的造型方案進(jìn)行首次拉深模擬實驗分析，通過靠施加恒定的壓邊力來抑制起皺和拉裂等問題，改變壓邊力進(jìn)行多次模擬，根據(jù)模擬結(jié)果判斷各造型在其最佳壓邊力下首次成形可行性，選取合適的造型進(jìn)行后續(xù)的二次成形模擬試驗。 ④選取首次成型選取的方案，進(jìn)行二次拉深成形模擬試驗，利用控制變量的方法，改變壓邊力的大小，尋找造型的最佳效果，根據(jù)成形極限圖和厚度變化數(shù)值分析最佳成形方案。 ⑤參照最佳方案下的數(shù)值，即其最佳壓邊力下，改變凸模速度，探凸模速度對二次拉深成形效果的影響，確定本案的最佳凸模速度，從而確定零件最佳成形方案及其最佳參數(shù)。 2. 設(shè)計重點 由于該件形狀不規(guī)則，為防止深拉深過程中出現(xiàn)拉裂、起皺現(xiàn)象，需要用Dynaform進(jìn)行有限元分析。通過控制參數(shù)的方法，改變壓邊圈的壓邊力，尋求每個方案的最佳壓邊力也就是其最佳成形效果，通過對比各個試驗下的成形極限圖和厚度變化數(shù)值來選取最佳方案。 3.預(yù)期達(dá)到目標(biāo) （1）掌握Dynafrom模擬軟件，熟練操作過程，對該零件進(jìn)行建模和參數(shù)設(shè)定； (2) 運用Dynaform模擬軟件改善成形參數(shù)，能獨立處理過程中出現(xiàn)的問題； (3) 通過模擬實驗在二次成形時出現(xiàn)的“起皺傾向”、“拉裂傾向”，分析其出現(xiàn)問題的原因，學(xué)會控制參數(shù)或者修改造型參數(shù)來確保其成形效果。 4.擬解決主要問題 階梯形圓筒件在拉深過程中的問題很多，主要原因有以下幾個方面： (1)二次成形中間造型的確定； (2)拉深過程中的參數(shù)設(shè)置； (3)拉深過程中控制參數(shù)改變起皺拉裂現(xiàn)象； (4)拉深系統(tǒng)關(guān)鍵部位的有限元分析。 5.技術(shù)關(guān)鍵 階梯形圓筒件能否拉深成功有以下幾個關(guān)鍵點： （1） 該復(fù)雜圓筒件拉深次數(shù)的確定； （2） 各次拉深工序凹模結(jié)構(gòu)尺寸及拉深高度的確定； （3） 模擬拉深時各項成形參數(shù)的確定； （4） 根據(jù)Dynaform后處理觀察成形缺陷從而優(yōu)化數(shù)據(jù)，得到一組零件拉深的最佳成形參數(shù)。 三、研究方案：[ ⑴ 技術(shù)方案（有關(guān)方法、技術(shù)路線、技術(shù)措施）；⑵ 實施方案所需的條件（技術(shù)條件、試驗條件等）] ⑴ 技術(shù)方案： 1.首先根據(jù)已知的零件結(jié)構(gòu)使用要求進(jìn)行初步工藝分析，確定設(shè)計內(nèi)容，設(shè)計步驟，設(shè)計預(yù)期目標(biāo)等； 2.根據(jù)已給的零件二維圖，三維圖，分析零件尺寸數(shù)據(jù)，工藝流程，確定拉深次數(shù)； 3.根據(jù)有限元模擬技術(shù)預(yù)示的成形載荷、板材幾何變形、應(yīng)力應(yīng)變分布和加工條件，調(diào)整幾何形狀、材料等級和邊界條件，對該零件拉深進(jìn)行模擬分析； ⑵ 實施方案 通過采用工程計算軟件Dynaform對零件進(jìn)行展料，確定其坯料尺寸；對零件進(jìn)行一次拉深成形探討，確定一次拉深的可行性。分析出現(xiàn)問題的原因，以其動畫幀率進(jìn)行研究，分析每個動作出現(xiàn)危險的部位，選取關(guān)鍵因素，進(jìn)行造型，改變造型參數(shù)，最終得到最優(yōu)造型方案。 對造型方案進(jìn)行拉深試驗，為了得到其拉深的最佳效果，壓邊力的選擇尤為重要，在此采用的是控制參數(shù)變量的方法，改變恒定壓邊力的數(shù)值，進(jìn)行多次試驗的模擬，通過對此模擬對比獲得最佳成形方案。 通過對比分析各試驗的結(jié)果獲得最佳成形參數(shù)。 四、主要參考文獻(xiàn)目錄 [1] 楊連發(fā),毛獻(xiàn)昌,馮翠云.沖壓工藝與模具設(shè)計[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2014. 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