汽車(chē)燃油箱沖壓模擬分析畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、<p>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告書(shū)</p><p>　題　　目汽車(chē)燃油箱沖壓模擬分析</p><p>　學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師</p><p>　學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè) 車(chē)輛工程班 級(jí)　　2008級(jí)3班</p><p>　選題的目的及意義：汽車(chē)燃油箱是汽車(chē)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(chē)整體形象和性能。而其沖壓成形過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的塑性成形過(guò)程，許多因素都直接或間接地影響成形結(jié)果。目前國(guó)內(nèi)在汽車(chē)油箱的模具設(shè)計(jì)、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(guò)多次試沖和調(diào)整修正才能確定，造成人力、物力和財(cái)力的大量消耗，新品開(kāi)發(fā)周期較長(zhǎng)。開(kāi)展汽車(chē)燃油箱成形過(guò)程的研究，采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上模擬汽車(chē)燃油箱壓成形過(guò)程，預(yù)測(cè)板料最終形狀及可能產(chǎn)生的缺陷起皺

3、、開(kāi)裂等，可部分代替試模過(guò)程，加快設(shè)計(jì)制造進(jìn)程，驗(yàn)證新材料，優(yōu)化成形工藝。本文針對(duì)汽車(chē)燃油箱成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，并對(duì)模擬結(jié)果與實(shí)沖結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證工藝模型的合理性和模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。</p><p>　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀：金屬燃油箱的沖壓成形過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的塑性變形過(guò)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(wèn)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(huì)造成沖壓工作的失敗，使企業(yè)造

4、成很大的浪費(fèi)，同時(shí)，又使生產(chǎn)周期變長(zhǎng)，失去市場(chǎng)機(jī)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(duì)沖壓過(guò)程進(jìn)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(jì)算機(jī)速度的限制，有限元分析主要處理小規(guī)模的線性問(wèn)題，很少計(jì)算類(lèi)似沖壓成形的高度非線性問(wèn)題。9O年代以后，隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提高、使得對(duì)大型復(fù)雜非線性系統(tǒng)實(shí)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(lái)發(fā)展起來(lái)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(guó)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(duì)零件、模具、沖壓工藝和材料性能之間的適應(yīng)性進(jìn)行了研究，取得了引人矚目的研究成果。國(guó)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(chē)板料成形性能方面進(jìn)行了研究，保證了汽車(chē)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(lái), 板料成形過(guò)程</p><p>　成形過(guò)程有限元分析中的邊界條件非線性問(wèn)題。隨

6、著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展,眾多融合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、有限元技術(shù)和塑性成形理論的模擬軟件開(kāi)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(mén)上的重視和應(yīng)用。美國(guó)的GM、Ford、Chrysler , 德國(guó)的大眾、奔馳,日本的豐田、三菱、日產(chǎn)等大型汽車(chē)制造公司,已開(kāi)始應(yīng)用這類(lèi)軟件指導(dǎo)板料成形件的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn),產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

7、我國(guó)在板料成形數(shù)值模擬方面起步較晚, 較發(fā)達(dá)國(guó)家( 美、日等) 晚了十幾年。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展, 我國(guó)在板料成形數(shù)值模擬方面已經(jīng)取得了很大進(jìn)展, 但主要集中在部分高校里, 華中理工大學(xué)[6] 針對(duì)不完全對(duì)稱(chēng)盒形件的成形特點(diǎn), 開(kāi)發(fā)了有限變形彈塑性薄膜有限元程序?qū)ζ溥M(jìn)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(dòng)規(guī)律以及成形過(guò)程中發(fā)生的起皺、裂紋等

8、現(xiàn)象[ 7] , 首次提出了多點(diǎn)成形時(shí)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(yùn)用UG軟件對(duì)燃油箱上箱部分進(jìn)行三維幾何建模，然后再導(dǎo)入Dynaform軟件中進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并進(jìn)行相關(guān)的分析。主要分以下幾個(gè)方面完成：汽車(chē)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(jìn)行分析。幾何形體建立后，對(duì)其進(jìn)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(duì)復(fù)雜的曲面進(jìn)行自動(dòng)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(shí)際情況，確定沖壓成形過(guò)程的各個(gè)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(guò)程：根據(jù)確定的參數(shù)，對(duì)燃油箱上箱進(jìn)行沖壓成形模擬操作。評(píng)價(jià)分析初步確定的沖壓過(guò)程的合理性：對(duì)沖壓成形模擬的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，是否造成了原材料浪費(fèi)，是否有起皺和開(kāi)裂，從而評(píng)

10、價(jià)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(diǎn)內(nèi)容：本課題的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容是進(jìn)行燃油箱沖壓過(guò)程的模擬。燃油箱模具的工藝補(bǔ)形面是一個(gè)復(fù)雜的空間曲面。根據(jù)建立的模型和邊界條件進(jìn)行沖壓模擬，整個(gè)沖壓過(guò)程是：沖壓開(kāi)始時(shí)，凸模靜止不動(dòng)，壓料圈以一定速度下行，將坯料壓在凹模工藝補(bǔ)形面上，然后壓邊圈停止運(yùn)動(dòng)，開(kāi)始施加壓力邊，最后凸模運(yùn)動(dòng)，沖壓板料成

11、形。然后對(duì)應(yīng)變分布、應(yīng)力分布和板厚分布進(jìn)行分析，通過(guò)反應(yīng)出來(lái)的問(wèn)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(jì)劃安排：4 周至 5 周, 資料檢索、外文翻譯、撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)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(guò)程10 周至 12 周, 評(píng)價(jià)分析沖壓初步確定的沖壓過(guò)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(xiě)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