汽車燃油箱沖壓模擬分析畢業(yè)設(shè)計開題報告

1、<p>　　畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告書</p><p>　題　　目汽車燃油箱沖壓模擬分析</p><p>　學(xué)生姓名學(xué) 號指導(dǎo)教師</p><p>　學(xué) 院機械工程學(xué)院 專業(yè) 車輛工程班 級　　2008級3班</p><p>　選題的目的及意義：汽車燃油箱是汽車關(guān)鍵零件之一，因受安全、環(huán)保和安裝空間的限制，其形狀復(fù)雜

2、，表面質(zhì)量要求高，沖壓成形難度大。其品質(zhì)直接影響到汽車整體形象和性能。而其沖壓成形過程是一個非常復(fù)雜的塑性成形過程，許多因素都直接或間接地影響成形結(jié)果。目前國內(nèi)在汽車油箱的模具設(shè)計、材料選擇、坯料尺寸的確定、沖壓工藝規(guī)程等方面，需要經(jīng)過多次試沖和調(diào)整修正才能確定，造成人力、物力和財力的大量消耗，新品開發(fā)周期較長。開展汽車燃油箱成形過程的研究，采用計算機數(shù)值模擬技術(shù)，在計算機上模擬汽車燃油箱壓成形過程，預(yù)測板料最終形狀及可能產(chǎn)生的缺陷起皺

3、、開裂等，可部分代替試模過程，加快設(shè)計制造進程，驗證新材料，優(yōu)化成形工藝。本文針對汽車燃油箱成形過程進行了數(shù)值模擬，并對模擬結(jié)果與實沖結(jié)果進行比較，驗證工藝模型的合理性和模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。</p><p>　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：金屬燃油箱的沖壓成形過程是一個復(fù)雜的塑性變形過程，涉及幾何非線性、材料非線性、接觸和摩擦等。而且所遇到的問題很難用統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)的方法解決，所以，用傳統(tǒng)的沖壓成形往往會造成沖壓工作的失敗，使企業(yè)造

4、成很大的浪費，同時，又使生產(chǎn)周期變長，失去市場機遇。為了確保沖壓工作的成功，最好的辦法是利用有限元方法對沖壓過程進行數(shù)值模擬。2O世紀(jì)8O年代以前，受有限元分析方法和計算機速度的限制，有限元分析主要處理小規(guī)模的線性問題，很少計算類似沖壓成形的高度非線性問題。9O年代以后，隨著計算機性能的不斷提高、使得對大型復(fù)雜非線性系統(tǒng)實施更細(xì)、更精、更快的分析成為可能。有限元軟件功能的逐漸完善，近年來發(fā)展起來的數(shù)值模擬技術(shù)從根本上解決了沖壓模擬這一塑

5、性加工領(lǐng)域的難題。國外一些世界一流的科學(xué)研究中心采用有限元數(shù)值模擬技術(shù)對零件、模具、沖壓工藝和材料性能之間的適應(yīng)性進行了研究，取得了引人矚目的研究成果。國內(nèi)的上海交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)及一汽、二汽、上海大眾等單位在沖壓仿真與汽車板料成形性能方面進行了研究，保證了汽車覆蓋件等復(fù)雜曲面拉深件模具的一次成功。自70年代以來, 板料成形過程</p><p>　成形過程有限元分析中的邊界條件非線性問題。隨

6、著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展,眾多融合了計算機圖形學(xué)、有限元技術(shù)和塑性成形理論的模擬軟件開始出現(xiàn), 例如PAM -STAMP、LS-DYNA3D、AUTOFORM 、OPTRIS、ABAQUS/ EXPLICIT 、DYNAFORM 等,得到了許多工業(yè)部門上的重視和應(yīng)用。美國的GM、Ford、Chrysler , 德國的大眾、奔馳,日本的豐田、三菱、日產(chǎn)等大型汽車制造公司,已開始應(yīng)用這類軟件指導(dǎo)板料成形件的開發(fā)和生產(chǎn),產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。

7、我國在板料成形數(shù)值模擬方面起步較晚, 較發(fā)達(dá)國家( 美、日等) 晚了十幾年。經(jīng)過多年的發(fā)展, 我國在板料成形數(shù)值模擬方面已經(jīng)取得了很大進展, 但主要集中在部分高校里, 華中理工大學(xué)[6] 針對不完全對稱盒形件的成形特點, 開發(fā)了有限變形彈塑性薄膜有限元程序?qū)ζ溥M行分析研究。吉林工業(yè)大學(xué)采用更新的Lag rang e 法以及有限元變形虛功率增量型原理的彈塑性大變形有限元法, 研究了金屬板料成形的塑性流動規(guī)律以及成形過程中發(fā)生的起皺、裂紋等

8、現(xiàn)象[ 7] , 首次提出了多點成形時非連續(xù)接觸邊界約束的處理方法, 建立了</p><p>　論文研究的內(nèi)容與方案：在本課題中，需要運用UG軟件對燃油箱上箱部分進行三維幾何建模，然后再導(dǎo)入Dynaform軟件中進行網(wǎng)格劃分，并進行相關(guān)的分析。主要分以下幾個方面完成：汽車燃油箱幾何模型及有限元模型的建立：利用三維繪圖工具建立燃油箱上箱的三維模型，然后傳入Dynaform軟件進行分析。幾何形體建立后，對其進行網(wǎng)格劃

9、分，Dynaform軟件提供了方面的網(wǎng)絡(luò)生成工具，可以高效的對復(fù)雜的曲面進行自動網(wǎng)格劃分。燃油箱沖壓成形參數(shù)的確定：。根據(jù)模型及板材的實際情況，確定沖壓成形過程的各個參數(shù)。如壓料圈初始位置與凹模之間的距離，凸模和壓料圈的加載速度，施加的壓力大小，等等初步模擬燃油箱沖壓過程：根據(jù)確定的參數(shù)，對燃油箱上箱進行沖壓成形模擬操作。評價分析初步確定的沖壓過程的合理性：對沖壓成形模擬的結(jié)果進行評價分析，是否造成了原材料浪費，是否有起皺和開裂，從而評

10、價該沖壓工藝是否合理。確定合理的沖壓工藝和配料大?。焊鶕?jù)分析結(jié)果確定合理的沖壓工藝和配料大小。</p><p>　論文研究的重點內(nèi)容：本課題的重點研究內(nèi)容是進行燃油箱沖壓過程的模擬。燃油箱模具的工藝補形面是一個復(fù)雜的空間曲面。根據(jù)建立的模型和邊界條件進行沖壓模擬，整個沖壓過程是：沖壓開始時，凸模靜止不動，壓料圈以一定速度下行，將坯料壓在凹模工藝補形面上，然后壓邊圈停止運動，開始施加壓力邊，最后凸模運動，沖壓板料成

11、形。然后對應(yīng)變分布、應(yīng)力分布和板厚分布進行分析，通過反應(yīng)出來的問題再作參數(shù)修改，直到達(dá)到最優(yōu)成形質(zhì)量的沖壓工藝。</p><p>　論文研究的總體計劃安排：4 周至 5 周, 資料檢索、外文翻譯、撰寫開題報告6 周至 7 周, 建立燃油箱幾何模型及有限元模型8 周至 9 周, 初步模擬燃油箱沖壓過程10 周至 12 周, 評價分析沖壓初步確定的沖壓過程的合理性13 周至 14 周, 確定合理的沖壓工藝及配料大小1

12、5 周至 16 周, 撰寫研究論文17周, 答辯</p><p>　主要參考文獻(xiàn)：[1] 　Tang S C, et al. . Quasi-atatic analysis of sheet metal forming processes-a design evaluation tool [M]. J. Mater. Process. Technol., 1994, 45: 261～266.[2] 　Guo Y

13、Q, Bat oz J L, et al. . Finite procedures f or strain estimation of sheet met al forming parts [M]. Int. J .Num. Method s Eng., 1990, 30: 1385～1401.[3] 　Chou C H et al. . Analysis of sheet met al forming operation s by a