计算机仿真技术研究报告论文(设计)题目计算机仿真技术研究报告作者所在系别材料工程系作者所在专业材料成型及控制工程作者所在班级B09811作者姓名宋明明作者学号200940xxxxx指导教师姓名赵军指导教师职称讲师完成时间2012 年12 月北华航天工业学院教务处制目录一、喷雾器滤液槽成型研究•••••••••••••• 1二、厨房洗菜盆成型研究••••••••••••••• 5三、自拟件成型研究•••••••••••••••••9四、小轴套成型研究•••••••••••••••••13五、钣金反拉深件成型研究••••••••••••••17六、自拟二次拉深件成型研究•••••••••••••22七、冲压弯曲件成型研究•••••••••••••••26八、液压胀形件成型研究•••••••••••••••30一、喷雾器滤液槽成型研究1.1零件结构分析1.1.1建立三维模型图1为零件的三维模型图图11.1.2结构分析此件名为喷雾器滤液槽，底部有许多小孔，后侧壁上有两个大孔，厚度为1mm，材料为铝材，适合拉深成形。

在进行dynaform划分网格时需要把这些孔进行填补修整。

1.2模具设计下图2为喷雾器滤液槽的拉深模具及压边圈（外围很大的一片即为压边圈）。

压边圈很大是为了保证能够完全压住坯料，防止其起皱。

划分网格后的模具如图3。

图2 图31.3冲压工艺分析1.3.1材料特性分析此材料为AA6009，属于铝材，主要应用在汽车车身板上。

6×××系列铝板材主要含有镁和硅两种元素，故集中了4×××系列和5×××系列的优点。

铝是一种轻金属，其化合物在自然界中分布极广，地壳中铝的含量约为8％（重量），仅次于氧和硅，居第三位。

在金属品种中，仅次于钢铁，为第二大类金属。

铝的导电性、延展性良好，应用范围十分广泛。

铝及铝合金与其它一般特性，铝及铝合金其它金属材料相比，具有以下一些特点：1、密度小。

铝及铝合金的密度接近2.7g/，约为铁或铜的1/3。

2、强度高。

铝及铝合金的强度高。

经过一定程度的冷加工可强化基体强度，部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理。

3、导电导热性好。

铝的导电导热性能仅次于银、铜和金。

4、耐蚀性好。

铝的表面易自然生产一层致密牢固的AL2O3保护膜，能很好的保护基体不受腐蚀。

通过人工阳极氧化和着色，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。

5、易加工。

添加一定的合金元素后，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。

1.3.2冲压工艺的拟定对于此件——喷雾器滤液槽，先对板料进行进行落料，之后拉深，之后切边，最后冲孔。

在dynaform中只对拉深工艺进行模拟分析。

1.4冲压结果分析1.4.1破坏极限分析根据dynaform后处理选取最后一帧的成形极限图2张，如上图。

根据以上两张成型极限图可以看出最容易拉裂的部位为图中的红色部位，为什么会出现这种现象呢？我觉得主要是由于前后两侧的宽度远大于左右两侧，其金属流动速度明显大于快于后者，形成了前后金属流动快，左右金属流动慢的现象，由于这种快慢的差异使金属变薄，于是就在快慢的交接处（即左右两侧处）产生了拉裂的迹象。

对于鼻翼尖端处部位，由于处在筒壁的传力区，可以看作只受凸模传来的拉应力作用，变形是单向受拉，厚度变薄，故产生了中间那一竖拉裂趋势。

对于鼻翼两侧出，由于受到左右两侧的拉应力及向上的拉应力，故产生了这种拉裂破坏趋势。

要解决这种问题，最主要的还是要是零件前后与左右的宽度的差异减小，最理想的是做成轴对称的，最好是圆形的；其次是增大鼻翼处的圆角尺寸；再其次就是适当降低零件高度。

1.4.2应力分析在dynaform中截取最后一帧的平均应力图，如左图所示。

图中红色区域为凸缘圆角过渡区，切向被压缩，产生切向压应力，径向被拉伸，产生径向拉应力。

同时，接触凹模圆角的一侧还受到弯曲压力，且凹模圆角半径愈小，则弯曲变形愈大，当凹模圆角半径小到一定数值时，就会出现弯曲开裂。

以上就是产生红色区域拉应力的原因。

图中拉应力最大的为蓝色区域，这是由于金属前后左右的流动速度不一致，前后金属流动快，左右金属流动慢，由于这种快慢的差异使金属产生变薄拉伸，而且拉应力很大。

要解决以上问题主要是要增大凹模圆角半径；其次是增大左右两侧的宽度，减小因前后左右金属流动速度不均匀而产生的拉裂倾向。

1.4.3应变分析在dynaform中截选最后一帧的主应变图（下图）进行分析。

由图中可以看出产生应变最大的部位是筒壁传力区，这是由于金属前后左右的流动速度不一致，前后金属流动快，左右金属流动慢，由于这种快慢的差异使金属产生径向的变薄拉伸，因此金属在此处受到的径向应变最为显著。

那么如何解决这个问题呢？我觉得最根本的方法是减小出现前后左右金属流动不均的现象，即做成轴对称的工件，譬如圆形件。

此外还可以选用流动性好的材料来减小此处的应变。

1.4.4厚度变化分析在dynaform中截取最后一帧厚度变化图（左图）分析。

由图中可以看出厚度变化最大的区域是筒壁传力区，经过分析，这是由于金属前后左右的流动速度不一致，前后金属流动快，左右金属流动慢，由于这种快慢的差异使金属产生径向的变薄拉伸，因此此处壁厚最薄。

解决这个问题最根本的方法是减小出现前后左右金属流动不均的现象，即做成轴对称的工件，譬如圆形件。

此外还可以选用流动性好的材料来减小此处的应变。

1.4.5金属流动分析在dynaform中截取最后一帧金属流动图（下图）分析。

由图中可以看前后两侧出金属流动最快，左右两侧流动最慢，这主要是由于前后两侧金属比较长，便于流动；左右两侧金属比较窄，金属流动性低。

解决这个问题最好是把零件做成轴对称的，即减小前后左右的长度差异，使之均匀。

二、厨房洗菜盆成型研究2.1零件结构分析2.1.1建立三维模型图1为零件的三维模型图图12.1.2结构分析此件名为厨房洗菜盆，有两个型腔，底部各有一个圆孔，大型腔有一侧壁为曲线，两个型腔的高度不一致，大的深，小的浅，厚度为1mm，材料为铝材，适合做拉深成形。

在进行dynaform划分网格时需要把这些孔进行填补修整。

2.2模具设计下图2为厨房洗菜盆的拉深模具及压边圈（外围很大的一片即为压边圈）。

压边圈很大是为了保证能够完全压住坯料，防止其起皱。

划分网格后的模具如图3图2 图32.3冲压工艺分析2.3.1材料特性分析此材料为AA6009，属于铝材，主要应用在汽车车身板上。

6×××系列铝板材主要含有镁和硅两种元素，故集中了4×××系列和5×××系列的优点。

铝是一种轻金属，其化合物在自然界中分布极广，地壳中铝的含量约为8％（重量），仅次于氧和硅，居第三位。

在金属品种中，仅次于钢铁，为第二大类金属。

铝的导电性、延展性良好，应用范围十分广泛。

铝及铝合金与其它一般特性，铝及铝合金其它金属材料相比，具有以下一些特点：1、密度小。

铝及铝合金的密度接近2.7g/，约为铁或铜的1/3。

2、强度高。

铝及铝合金的强度高。

经过一定程度的冷加工可强化基体强度，部分牌号的铝合金还可以通过热处理进行强化处理。

3、导电导热性好。

铝的导电导热性能仅次于银、铜和金。

4、耐蚀性好。

铝的表面易自然生产一层致密牢固的AL2O3保护膜，能很好的保护基体不受腐蚀。

通过人工阳极氧化和着色，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。

5、易加工。

添加一定的合金元素后，可获得良好铸造性能的铸造铝合金或加工塑性好的变形铝合金。

2.3.1冲压工艺的拟定对于此件——厨房洗菜盆，先对板料进行进行落料，之后拉深，之后切边，最后冲孔。

在dynaform中只对拉深工艺进行模拟分析。

2.4冲压结果分析2.4.1破坏极限分析根据dynaform后处理选取最后一帧的成形极限图2张，如上图。

根据以上两张成型极限图可以看出最容易拉裂的部位为图中的红色部位，为什么会出现这种现象呢？由图可以看出，容易出现断裂的地方为筒壁传力区，可看作只受凸模传来的拉应力的作用，变形是单向受拉，厚度变薄。

正是由于这种拉伸变形才产生了红色的断裂带。

两型腔中间的断裂带的高度之所以高于其他三面，是因为在这片金属上同时受到两个同向的拉应力，故变形量加大，厚度变得更薄，产生的断裂带变大。

要解决这个问题，主要是选用金属流动性好的材料。

解决中间断裂带高的问题应增大两型腔间的距离，减小拉应力。

要消除皱纹，就要选用合适的压边力。

其次是在侧壁圆角处和型腔底部产生了皱纹，这主要是压边力不够大，还有就是侧壁圆角不过大。

两型腔中间产生皱纹主要是由于两型腔壁的长度不一致，在金属的流动过程中产生扭曲，即产生了皱纹。

解决这个问题最好使两型腔在此方向上的长度相等。

2.4.2应力分析在dynaform中截取最后一帧的平均应力图，如右图所示。

从图中可以看出应力最大的区域为凸缘圆角过渡区和筒壁传力区。

之所以在这两个区域产生大的应力，是因为在凸缘圆角过渡区，切向被压缩，产生切向压应力，径向被拉伸，产生径向拉应力。

同时，接触凸模圆角的一侧还受到弯曲压力，且凹模圆角半径愈小，则弯曲变形愈大，当凹模圆角半径小到一定数值时，就会出现弯曲开裂；在筒壁传力区由于筒壁金属受到凸模的拉拽，于是产生了径向拉应力。

而两型腔中间的金属由于受到两个拉应力，因此此处的拉应力最大。

要解决以上问题主要是要增大凹模圆角半径；其次是增大两型腔间的宽度，减小拉裂倾向。

2.4.3应变分析在dynaform中截选最后一帧的主应变图（下图）进行分析。

由图中可以看出产生应变最大的部位是筒壁传力区，由于受到凸模传来的拉应力的作用，变形是单向受拉，厚度变薄，变形量增加，而两型腔中间的金属变形最大，因此此处的筒壁受到的径向应变最大。

由于此件受到的最大应变在合适的范围之内，此次模拟可以说很是成功。

但为了优化拉深工艺，可以考虑选用流动性能更好的材料进行拉深，此外还可以增大两型腔间的宽度，减小两型腔中间的应变。

2.4.4厚度变化分析在dynaform中截取最后一帧厚度变化图（下图）分析。

由图中可以看出厚度变化最大的区域是筒壁传力区，经过分析，这是由于筒壁受到凸模传来的拉应力的作用，产生变形，使之厚度变薄。

解决这个问题可以用流动性好的材料来减小此处的应变。

2.4.5金属流动分析在dynaform中截取最后一帧金属流动图（下图）分析。

由图中可以看到在长度方向上金属的流动要好于宽度方向的金属流动。

解决这个问题最好是把零件做成轴对称的，即减小前后左右的长度差异，使之均匀。

三、自拟拉伸件3.1零件结构分析3.1.1建立三维模型图1为零件的三维模型图13.1.2结构分析此件为薄板拉深件，端面为U形，外形呈S形，厚度为1mm，材料为铝材，适合拉深成形。