1、本科毕业设计论文题 目 C919 机翼灯罩拉深成形数值模拟 专业名称_ 飞行器制造工程 学生姓名_ 宋锋涛 _指导教师_ 王永军 _毕业时间_ 2014 年 6 月 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文i毕业 任务书一、题目C919 机翼灯罩拉深成形模拟二、指导思想和目的要求课题来源本课题来源是导师的自选研究课题，是一种对基本工艺、基本理论、模拟方法、实验等的研究；本课题主要研究机翼灯罩的建模和拉深模拟计算分析的理论计算以及实验研究。涉及的内容主要是在考虑拉深变形实际中灯罩材料曲率变化规律和冷变形硬化规律的基础上，进行拉深工艺模拟分析的研究等。这些问题中有的内容前人已有了一定的研究但不够深入，
2、对于较复杂拉深成型工艺模拟目前国内研究较少。因此，探讨和研究这些内容都是具有较大的理论价值和实践意义，这些内容的预期研究结果必将对拉深工艺乃至冲压工艺理论的完善和对冲压实践水平的提高产生积极的影响。研究内容：C919 机翼灯罩拉深成形数值模拟。我用 CATIA 软件对源文件进行补面拓展建立三维模型作为拉深的工具，然后导入 PAM-STAMP 软件做模拟拉深成型。要求模拟计算出拉深成型的相关参数，要有效的解决拉深过程中出现的板料定位难、起皱、破裂等问题。三、主要技术指标拉深用的工具：Die、binder_source、punch_source、punch、blankholder、blank 其中
3、 die就是 CATIA 建立的三维模型作为拉深凹模，blank_line(板料线)、drawbead（拉边筋）在 CATIA 里面直接做出即可。drawbead 提取 Die 里面相关边界。其余在 pam-stamp 里面做，就是拉深模拟的前处理部分。Blank holder force=500KN、材料铝合金、毛坯尺寸 2X600X1600、图凹模间隙 2.2mm、板料厚度 2mm、拉深后板料厚度变化幅值、应力变化幅值。设计论文西北工业大学明德学院本科毕业设计论文ii四、进度和要求1-2 周学习 CATIA 和 PAM-STAMP 软件；3-4 周学习 CATIA 和 PAM-STAMP
4、软件；5-6 周找资料做模拟练习；7-8 周找资料做模拟练习；9-10 周正式建模做拉深准备工作；11-12 周用 pam-stamp 做模拟并做改进。13-14 周用 pam-stamp 做模拟并做改进。15 周开始写论文并修改。16 改论文、做 PPT 准备答辩。五、主要参考书及参考资料【1】李小强，周贤宾，李东升 铝合金薄壁件拉伸成形工艺仿真研究进展术 J 北京航空航天大学机械工程及自动化学院 528 航空制造技术2007 年增刊 http:/ 基于 PAM-STAMP 三通半管拉深成形工艺的模拟 J 北京 热加工工艺 2012 年第 03 期 【3】 张玉田 薄壁波纹管拉伸位移条件下周
5、向稳定性研究 D 硕士学位论文 2007【4】 林明山 铝合金板材易拉罐变薄拉伸技术分析 漳州职业技术学院 J模具制造2007 年第 7 期【5】崔长齐，林晨华，武美，闫绍国，马红玉 变薄拉深成形过程中毛坯开裂的原因 J 分析与预防 精密成形工程2013 年 第 3 期【6】谭欣珍 拉深工艺的试验研究及有限元模拟 D 硕士学位论文南昌大学西北工业大学明德学院本科毕业设计论文iii【7】程永奇,陈振华,傅定发 镁合金拉深工艺的研究与进展 J 热加工工艺2004 年第 11 期 工艺技术【8】范立坤,王荣,张平,丁文江 AZ31 镁合金板料等温拉深 J热加工工艺2008 年第 37 卷第 3 期【
6、9】李奇涵,李明哲,王娟,毛茂 基于变压边力控制的拉深成型数值模拟研究 J长春工业大学，吉林大学 【10】翟平，林兆荣 飞机钣金成型原理与工艺 M 西北工业大学出版社 2012年 1 月【11】李泷杲 金属板料成形有限元模拟基础 M 北京航空航天大学出版社ISBN：9787811244434 2008-10-1【12】陶宏之，何丹龙，彭颖红 多次拉深成型建模关键技术研究 J 上海交通大学塑性成型工程系 Die and Mould Technology No.5 1999【13】马 宁，董湘怀 第类尺度效应对微拉深成形的影响 J 塑性工程学报第14 卷第1 期 2007 年2 月 【14】 李
7、恒,杨 合,詹 梅,林 艳,谷瑞杰 薄壁件塑性成形失稳起皱的国内外研究进展 J 西北工业大学 材料学院,西安 710072 机械科学与技术 第23卷 第7期 2004年 7月【15】俞汉清，陈金德 金属塑性成型原理 M 机械工业出版社 2012年1月第一版【16】林艳 薄壁管数控弯曲成形过程失稳起皱的数值模拟研究 D.西北工业大学, 2003【17】叶又，彭颖红，阮雪榆 板料成形数值模拟的关键技术及难点 J 塑性工程 学报，1997【18】石 京，王先进 国内外冷弯成型研究最新进展 J 北京科技大学压力加工系,100083 轧 钢 1998 年 10 月 第 5 期【19】北京兆迪科技有限公司
8、 CATIA V5R21 曲面设计教程 J 机械工业出版社 2013 年 4 月 1 日西北工业大学明德学院本科毕业设计论文iv学生 宋锋涛 指导教师 王永军 系主任 魏生民西北工业大学明德学院本科毕业设计论文v摘 要拉深成型是钣金成型工艺的一种又可称拉延，是利用拉深模将一定形状的平面坯料或空心件制成开口空心件的冲压工序。拉深工艺可以在普通的单动压力机上进行，也可在专用的双动、三动拉深压力机或液压机上进行。它是冲压基本工序之一。可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件。包括变薄拉深和不变薄拉深。拉深模特点：结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，
9、凸、凹模间隙略大于板料厚度。板料冲压成形是利用模具对金属板料进行压力加工，以获得设计所需求的形状、尺寸和性能的产品零件。它具有节省材料、效率高和成本低等优点，是机械、电子仪器仪表及航空航天等制造业中重要的加工工艺之一。拉深是板料冲压成形中最典型、应用最广的一种成形工艺，在生产实际中，有很多要用到拉深工艺方法制造的零件。通用的板料成型有限元模拟软件有:DynaForm、ABAQUS、PAM-STAMP、DEFORM等。这些软件可以优化设计过程，缩短模具设计和制造周期；通过各种力学模拟，提高冲压件质量等优点。针对我要做的机翼灯罩毛坯料厚度薄，成形后厚度要求严格易于起皱、破裂，结构复杂等难于成形特点
10、，对机翼灯罩拉深成形过程的进行了研究。并用CATIA对其毛坯进行拓展建立其三维模型，运用PAM-STAMP 模拟软件研究不同参数下半管成形后的厚度和质量，分析了凹模圆角半径、凸凹模间隙、压边力对零件成形质量的影响，并获得了最优的工艺参数。用于指导生产，可降低生产周期和成本。西北工业大学明德学院本科毕业设计论文vi关键词： 机翼灯罩； CATIA； PAM-STAMP； 拉深； 数值模拟AbstractDeep drawing forming is a kind of sheet metal forming process and drawing can be said, is the use
11、of deep drawing die will surely in the shape of a flat blank or hollow parts made opening hollow parts stamping process. Deep drawing process can be, in the ordinary course of single action press can also be used in special double acting, three on the deep drawing press or hydraulic press. It is one
12、 of the basic process stamping. Can processing of revolving parts, but also processing box shaped parts and other complex shape thin-walled parts. Including thinning drawing and the same thin deep drawing. Deep drawing model points: structure is relatively simple, compared with blanking die, work pa
13、rts with large rounded corners, high surface quality requirement, convex and concave die clearance is slightly greater than the thickness of the sheet metal. Sheet metal stamping is the use of moulds for sheet metal pressure processing, in order to obtain the shape, size and performance of the produ
14、ct design needs parts. It has advantages of saving materials, high efficiency and low cost, is the mechanical, electronic instrumentation and aerospace etc. One of important processing technology in manufacturing. Deep drawing stamping sheet metal parts are one of the most typical and the most widel
15、y used in the forming process, in the actual production, there are many fabrication techniques for deep drawing parts. General software of finite element simulation of sheet metal forming: DynaForm, ABAQUS, PAM - STAMP, DEFORM, etc. The software can optimize the design process, shorten the die desig
16、n and manufacturing cycle; Through a variety of mechanical simulation, improve the quality of stamping parts, etc.For I want to make a blank material thickness thin wings of the chimney, 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文viiforming thickness after strict easy corrugate, rupture, difficult to forming characteristics
17、 such as complicated structure of the wing chimney deep drawing process was studied. Using CATIA to expand its blank to build the 3D model , the use of PAM-STAMP different parameters of the second half of the tube forming simulation software research, the thickness and quality analysis of the concav
18、e die radius, convex concave die clearance and blank-holder force impact on the quality of parts forming, and obtained the optimum technological parameters. Used to guide the production, can reduce the production cycle and cost.KEY WORDS：Wing chimney； CATIA; PAM-STAMP; drawing; numerical simulation西
19、北工业大学明德学院本科毕业设计论文1目录第一章 绪 论 .41.1 拉深成形的发展现状 .41.2 拉深成形研究的基本方法和技术 .41.2.1 数值模拟计算.41.2.2 拉深成型的实验研究和数值模拟 .51.2.3 屈服准则和和材料硬化理论研究 .61.3 拉深系数和拉深次数确定 .61.3.2 拉深的定义及拉深模 .61.3.2 拉深基本过程 .71.3.3 拉深系数确定 .71.3.4 多次拉深的方式 .81.4 拉深成形研意义及发展趋势 .81.5 小结 .9第二章 板料成型理论及拉深过程分析 .102.1 拉深简介 .102.2 CAE 介绍 .102.3 板料成型关键技术概述 .
20、102.3.1 板料成型工艺简介 .102.3.2 板料成型关键技术 .112.4 拉深过程中毛坯的应力应变状态 .12西北工业大学明德学院本科毕业设计论文22.5 拉深和冲压成形中的硬化现象.132.5.1板料成型工艺硬化分析.132.5.2 硬化材料的屈服准则简介 .15第三章 CATIA 软件介绍及拉深建模 .173.1 CATIA 软件介绍 .173.2 CATIA 强大功能 .183.2.1 CATIA 先进的混合建模技术 .183.2.2 CATIA 所有模块具有全相关性 .183.2.3 并行工程的设计环境使得设计周期大大缩短 .193.2.4 CATIA 覆盖了产品开发的整个过程 .193.3 CATIA V5 具有特征 .193.4 CATIA 竞争优势 .203.5 具体建模过程 .213.6 具体补面过程 .23第四章 CAE 软件介绍及拉深模拟过程 .364.1 有限元基本思想 .364.2 有限元的发展进程 .374.4 PAM-STAMP 软件介绍 .394.4.1 PAM-STAMP 特点及应用范围 .394.4.2 PAM-STAMP 模块种类 .394.5 深变形有限元分析模拟 .404.5.1 零件定义 .414.5.2 划分网格 .414.5.3 板料的生成 .45
