RC汽車模型底盤的簡要設計與制造（桂理工）

RC汽車模型底盤的簡要設計與制造（桂理工）,rc,汽車模型,底盤,簡要,扼要,設計,制造,理工 本科畢業(yè)設計(論文) 開題報告（含論文綜述） 學 院： 機械與控制工程學院 所屬教研室： 機械工程教研室 課題名稱：復雜階梯形圓筒件拉深有限元分析 專業(yè)(方向)： 機械設計制造及其自動化 （模具設計與制造） 班 級：機械11-2班 學號： 3110644210 學 生： 林紫梅 指導教師： 覃天 職稱： 工程師 開題日期： 2015年 3 月 10 日 一、畢業(yè)設計（論文）選題的目的和意義。[ ⑴ 課題名稱；⑵ 有關的研究方向的歷史、現狀和發(fā)展情況分析；⑶ 前人在本選題研究領域中的工作成果簡述] ⑴ 課題名稱：復雜階梯型圓筒件有限元分析與研究 （零件圖片） ⑵ 有關的研究方向的歷史、現狀和發(fā)展情況分析 1. 歷史 模具是工業(yè)生產中及其重要而又不可或缺的特殊的基礎工藝裝備，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和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形和分離，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，沖壓已經廣泛應用于汽車、航天、船舶、家電等領域。在汽車制造領域，由于汽車車身的制造精度高，而且生產批量比較大，絕大部分的車身部件均采用金屬板料沖壓技術進行實際生產。 板材成型有限元分析技術起源于20世紀70年代初期，在近20年內得到了迅速發(fā)展。由于其高效的計算功能使得應用范圍不斷擴大，已經于分析復雜板材沖壓過程。這一技術既可以應用于模具設計階段，也可以應用于分析和解決實際生產中出現的產品質量問題。 2. 現狀、發(fā)展趨勢 目前，板料成型數值模擬技術逐漸走向成熟，已成為商業(yè)化的板料分析CAE軟件，得到了許多工業(yè)部門的重視和應用。美國的通用、福特，德國的大眾、奔馳，日本的本田、日產等大型汽車制造公司，都已經開始應用板料成型分析CAE軟件來指導板料成型件的開發(fā)和生產，產生了很好的經濟效益。DYNAFORM軟件是美國ETA公司和LSTC公司聯合開發(fā)的用于板料成型目前，板料成型數值模擬技術逐漸走向成熟，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)中得到成功應用。DYNAFORM軟件能夠對整個模具開發(fā)過程進行模擬，從而大大減少模具的調試時間和降低生產高質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，具有生產率高、尺寸精度好、重量輕、成本低和易于實現機械化與自動化等特點。Dynaform軟件是現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,可以幫助模具設計人員顯著減少模具開發(fā)設計時間及試模周期，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計涉及的復雜板成形問題Dynaform軟件可以預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計提供幫助。Dynaform結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)廣泛地用于解決復雜的成形問題。 二、設計或研究主要內容和重點，預期達到的目標及擬解決的主要問題和技術關鍵，有何創(chuàng)新之處。（此部分為重點闡述內容） 1.研究主要內容 ①先分析零件的結構特點，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，確定參數的范圍，在Dynaform對零件進行一系列壓邊力數組的數值模擬，觀測成形極限圖，根據厚度變化分布圖采集數據繪制模擬數值表格，取證一次成形是行不通的。 ②根據一次成形數據模擬結果，動畫模擬分析成形過程中出現拉裂和起皺的幀率，判斷拉裂起皺的原因，確定拉深次數及拉深方法。 ③分別對設計好的造型方案進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，改變壓邊力進行多次模擬，根據模擬結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，根據成形極限圖和厚度變化數值分析最佳成形方案。 ⑤參照最佳方案下的數值，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。 2. 設計重點 由于該件形狀不規(guī)則，為防止深拉深過程中出現拉裂、起皺現象，需要用Dynaform進行有限元分析。通過控制參數的方法，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值來選取最佳方案。 3.預期達到目標 （1）掌握Dynafrom模擬軟件，熟練操作過程，對該零件進行建模和參數設定； (2) 運用Dynaform模擬軟件改善成形參數，能獨立處理過程中出現的問題； (3) 通過模擬實驗在二次成形時出現的“起皺傾向”、“拉裂傾向”，分析其出現問題的原因，學會控制參數或者修改造型參數來確保其成形效果。 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)拉深過程中的參數設置； (3)拉深過程中控制參數改變起皺拉裂現象； (4)拉深系統(tǒng)關鍵部位的有限元分析。 5.技術關鍵 階梯形圓筒件能否拉深成功有以下幾個關鍵點： （1） 該復雜圓筒件拉深次數的確定； （2） 各次拉深工序凹模結構尺寸及拉深高度的確定； （3） 模擬拉深時各項成形參數的確定； （4） 根據Dynaform后處理觀察成形缺陷從而優(yōu)化數據，得到一組零件拉深的最佳成形參數。 三、研究方案：[ ⑴ 技術方案（有關方法、技術路線、技術措施）；⑵ 實施方案所需的條件（技術條件、試驗條件等）] ⑴ 技術方案： 1.首先根據已知的零件結構使用要求進行初步工藝分析，確定設計內容，設計步驟，設計預期目標等； 2.根據已給的零件二維圖，三維圖，分析零件尺寸數據，工藝流程，確定拉深次數； 3.根據有限元模擬技術預示的成形載荷、板材幾何變形、應力應變分布和加工條件，調整幾何形狀、材料等級和邊界條件，對該零件拉深進行模擬分析； ⑵ 實施方案 通過采用工程計算軟件Dynaform對零件進行展料，確定其坯料尺寸；對零件進行一次拉深成形探討，確定一次拉深的可行性。分析出現問題的原因，以其動畫幀率進行研究，分析每個動作出現危險的部位，選取關鍵因素，進行造型，改變造型參數，最終得到最優(yōu)造型方案。 對造型方案進行拉深試驗，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變量的方法，改變恒定壓邊力的數值，進行多次試驗的模擬，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果獲得最佳成形參數。 四、主要參考文獻目錄 [1] 楊連發(fā),毛獻昌,馮翠云.沖壓工藝與模具設計[M].西安:西安電子科技大學出版社,2014. [2] 龔紅英.板料沖壓成形CAE實用教程[M].化學工業(yè)出版社出版社,2010. [3] 蘇春建,于濤.金屬板材成形CAE分析及應用[M].國防工業(yè)出版社,2011. [4] 鐘志華,李光耀.薄板沖壓成型過程的計算機數值模擬與應用[M].北京:北京理工大學出版社,1998. [5] 葉又,彭穎紅.板料成形中的有限元數值模擬技術[J].金屬成形工藝,2000,18（6）:1-3. [6] 林康,周永新,王麗,等.基于Dynaform軟件模擬分析的級進模工藝切口設計[J].輕工機械,2008,26（6）:48-50. [7] 熊佳霖,羅云華,鄢志雄.基于Dynaform 的點煙器外殼拉深工藝分析[J].熱加工工藝,2015,44(1):134-139. [8] 王孝培.沖壓設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011. [9] 楊松濤.電機殼體成形工藝參數優(yōu)化及實驗研究[D].哈爾濱理工大學,2014. [10] 劉勇,邱兆美,張伏.熱沖壓成形技術在白車身上的應用[J].拖拉機與農用運輸車,2013,40（3）:67-70. [11] 易寧,鄂大辛,李悅,王立石.汽車用3 種st 鋼板力學性能及其對成形性影響的有限元分析[J].汽車工藝與材,2014,4:8-11. [12] 方明磊,李明哲,劉紅.基于Dynaform軟件的水壺拉深模具改進[J].輕工機械,2010,28（1）:81-83. [13] 許蘭貴,王自勇,阮峰.超薄板料多次拉深成形數值模擬關鍵問題處理[J].鍛壓技術,2009,34（5）:31-36. [14] 樊梅娜.嘖霧罐頂蓋蓋多工步板料成形數值模擬研究[D].浙江工業(yè)大學,2007. [15] 苑澤冰.多道次拉深試驗與有限元模擬[D].沈陽航空航天大學,2012. [16] 陸廣華,秦俊,丁益,張躍,錢新星.汽車油箱沖壓成形有限元分析與研究[J].金屬鑄鍛焊技術,2012,41(23):94-96. [17] 段成龍.金屬板料成形性能及其CAE分析[J].中國地質大學,《南方金屬》2005,(5):10-12. [18] 覃天.CN100發(fā)動機油底殼基于Dynaform的有限元拉深模擬與實驗研究[D].廣西大學,2011. 五、畢業(yè)設計（論文）工作進度計劃。 第1～2周 根據設計要求撰寫開題報告與ppt制作 第3～4周 掌握CAD、Pro/e、UG、Dynaform軟件的基本運用 第5～8周 對零件進行三維軟件的繪制及運用Dynaform進行拉深模擬 第9～10周 對零件進行優(yōu)化處理，得到最佳的拉深方案 第11～12周 總結分析結果及書寫論文（10000字以上，中、外文摘要、目錄、正文、參考文獻，形式完整），修改錯誤并完成所有研究結果。 第13周 指導老師審查，提出修改意見，修改、打印論文，準備答辯 第14周 答辯 第15～16周 畢業(yè)設計工作總結階段。 六、指導教師審核意見 指導教師簽字： 年 月 日 七、開題答辯結論和審核意見 教研室主任簽字： 年 月 日 6