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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,elementalgorirhandcontacthandlingnetZ2=(11.1)t=2.4mm主要尺寸的计算：1 .落料：Da=(DmaX-X-)J6a-(94-0.50.87)Joo35=93.57joo35DT=(DA-Zm
6、MT=(93.57-0.126)%425=93.44%,0252 .拉深：DA=(Dmin-0.75)Ja=(73.7-0.75O.74)Joo5=73.15Jo05Dt=(Dmax-075-Z)=(73.7-0.750.74-1.22)%,0370.75%,033 .冲孔：d=(dml11+X)8=(55+0.5.0.74)%.02=55.37%,02dA=(d+Zmin)/=(55.37+0126)科。3=55.5严3各凸、凹模刃口尺寸及公差：单位:表2-3凸、凹模刃口尺寸DADT落料93.57*003593.44,5拉深73.1SJ0057O.75%,03冲孔5537%,0255.5产3
7、mm拉深凸凹模圆角半径计算拉深凹模：rA=0.8(D-d)t=0.8(94-72.5)-1.2=3.5mm拉深凸模：r=(0.7-1.0)a=2.5mm4 .4工艺力的计算1 .落料：冲裁力F=k1.tTb=1.tOb式中：冲裁周长1.-211D=23.1494=590.3mm板料厚度t=1.2nn抗拉强度d。b=400MPu查机械工程材料P83表5.3.F=590.31.2X400=283.3KN2 .拉深：拉深力F=ndtOyKi式中：KI为修正系数，查g冲压工艺模具BK1=0.5.F=3.1473.7X1.2X400X0.5=55.5KN依据板料相对厚度(t/D)100=1.27查冲压模
8、具设计与制造P187表1.271.5,所以须要用压边装置。压边力FY=D2-(d+2a)2p式中：P为单位面积压料力,S冲压模具设计与制造P188表-P=4MPa.F=_X94z-(73.7+23.5)X4=7.6KN3 .冲孔：F=1.tob=(23.1455)1.2400=165.7KN2.5材料性能参数零件的材料为Q235,其主要性能参数如下表：表2-4材料的性能参数密僮Kgm弹性模fii/Pa泊松比屈服应力/Pa切切模量/Pa材料78502.06e110.32.35e2e,第3章冲压成型非线性有限元理论3.1引言板料冲压成型涉及几何非线性和材料非线性.有限元理论建立之初所处理的一般都是
9、线弹性力学问题,这些问题的一般方程的特征是：1.几何方程位移和应变之间的关系是线性的：2 .物理方程应力和应变之间的关系是线性的：3 .建立在变形前平衡状态的方程也是线性的：但在板料冲压成型仿真分析过程中，上述线性关系将不再成立，比如：材料在外加载荷的作用卜.进入理性变形态态，此时直线型的应力应变关系不再成立。简洁地说，所谓的材料非线性，一般是指物理方程或物理关系是非线性的。几何非线性问咫主要是指在工程中板、壳等结构在相应载荷作用下的大绕度问题,此时要考虑弹性或第性变形对平衡的影响,平衡条件必需是建立在变形后的结构上，同时应变的表达式也必需包含位移的二次项，所以几何关系和平衡方程都是非线性的。
10、一般涉及到几何非线性有限元的问题，都是采纳增量分析的方法，这是解决材料非线性问题所必需的.通常采纳两种不同方法来建立有限元表达式：第一种格式中静力学、动力学和运动学变量是参考初始构形，就是说在整个仿真分析过程中参考构形必需始终一样，不能变更，这种格式称为完全的拉格朗日格式(Total1.agrangianFonnulationT.1.格式)：另外,种格式中全部的群力学、动力学和运动学变量是参考每个载荷步长或时间步长起先时的构形，即在分析过程中参考构形是在不断更新、不断变更的，这种格式称为更新的拉格朗日格式(Updated1.agrangianFormulation,U.1.格式)对于大转动、大
11、位移、小应变的非线性问鹿(几何非线性而材料是线性的)采纳T完全的拉格朗H格式比较合适：而对于大转动、大位移、大应变(几何和材料均为非线性)的非线性问题，应采纳更新的拉格朗日格式进行有限元求解。这一章主要阐述和介绍了下列几个方面的内容,辨塑性材料非线性的本构关系;适用于板料冲压成型仿真分析的壳单元理论基础：基于更新的拉格朗日格式的非线性有限元限制方程：摩擦和接触的处理以及非线性有限元限制方程品式算法。3.2材料非线性的弹塑性本构关系材料的屈雕模型在冲压成型中，材料在困难的外力作用卜.会发生屈服现象，发生即!性变形。材料在什么样的状况下屈服以及发生Ei服时的应力状态是怎样的，这就涉及到材料的屈服模型“材料屈服后能发生的第性变形程度与材料的塑性流淌性理论和塑性硬化理论有关。在早期的冲压成型仿真探讨中，冲氏仿真的材料多数被统一为各向同性材料，采纳米塞斯(VbnMises)Jffl服准则,即Fij)=齐/SoX=0(3.(1)式中：。X为单向匀称拉伸时材料的屈服极限应力：Sjj=oii-omoij为偏斜应力张量重圮：Om=XoIl+。22+。33)为平均的正应力：并且有以下关系S11Sll=io-2=J2:(3.(2)其中:
