1、 开式模锻论文：基于模型元法的开式模锻变形力求解与工艺参数优化【中文摘要】对于当前工程塑性成形问题的求解及优化设计有多种方法,简单的轴对称或平面问题的分析求解可以使用经典理论法,复杂问题如开式模锻的求解及优化设计目前仍常使用传统的经验设计法,而经验设计法有时存在一些概念上的错误,从而会出现不够准确或无法设计出合理的工艺参数的问题,新近兴起的有限元分析法虽说具有直观、通用的特点,但因其结果全是数值解,无法体现出研究对象各种参数间的内在关系及相互影响的规律性而不便于指导优化设计。可见,采用合适的方法,对开式模锻成形过程研究,分析影响其成形过程的工艺参数,对其优化设计有着重要的实际意义。模型元法是一
2、种广义有限元法,它通过划分时域及单元的方法将复杂的成形过程划分为一个个相关的模型单元,从而便于应用经典理论法、有限元法、经验设计法对各个模型单元分析求解,最终达到对复杂问题整体求解及优化设计的。本文采用模型元法对开式模锻进行研究,对开式模锻的力学特征辨识、建模,分析开式模锻的成形过程、划分其时域阶段、模型单元,从而构建开式模锻成形过程模型单元的力学模型；分析影响开式模锻的各种因素,并选取合适的特征时域,建立有限元模型分析、求解,在此基础上,对各影响因素的拟合,并分析各因素.【英文摘要】At present, there are many methods to solve and optimal
3、 the plastic forming problem, the classical theory can be used to solve simple symmetric or plane analysis, and traditional experience design method is used in complex problems as open die forging. However, reasonable process parameters can not be accurate or feasibly designed because conceptual err
4、or is existed in experience design method. The new emerging finite element analysis method can not show the law between various parameters although the numer.【关键词】开式模锻 模型元法 模锻力 优化设计【英文关键词】open-die forging model element method forging load optimization【目录】基于模型元法的开式模锻变形力求解与工艺参数优化 摘要 4-5 Abstract 5-6 目
5、录 7-10 第一章 绪论 10-17 1.1 引言 10 1.2 金属塑性成形研究现状分析 10-14 1.2.1 经典理论法 10-12 1.2.2 经验法 12-13 1.2.3 有限元法 13-14 1.2.4 模型元法 14 1.3 主要研究内容及研究意义 14-15 1.4 研究的技术路线 15-16 1.5 小结 16-17 第二章 模型元方法 17-23 2.1 引言 17 2.2 模型元法基本原理及求解方法 17-20 2.2.1 时域划分 18-19 2.2.2 模型单元划分及其求解 19-20 2.2.3 各时域综合求解 20 2.3 模型元法特征单元库 20-21 2.
6、4 模型元法特点 21-22 2.5 小结 22-23 第三章 开式模锻成形过程及变形力求解 23-33 3.1 引言 23 3.2 开式模锻时域划分 23-25 3.2.1 自由变形阶段 24-25 3.2.2 模腔充满阶段 25 3.2.3 锻足阶段 25 3.3 自由变形阶段模型单元划分及变形力求解 25-27 3.4 模腔充满阶段模型单元划分及变形力求解 27-30 3.5 锻足阶段模型单元划分及变形力求解 30-32 3.6 小结 32-33 第四章 毛边参数对开式模锻的影响 33-50 4.1 引言 33 4.2 影响开式模锻优化设计的因素分析 33-34 4.3 毛边对开式模锻的
7、影响分析 34-36 4.4 开式模锻优化模型的建立 36-40 4.4.1 选取合适的求解方法有限元法 36-37 4.4.2 有限元软件选取 37 4.4.3 模型建立步骤 37-39 4.4.4 优化设计的方法 39-40 4.5 毛边槽高度 h_f 对开式模锻的影响关系分析 40-45 4.5.1 毛边槽高度 h_f 变化与模锻力关系分析 42-44 4.5.2 毛边槽高度 h_f 变化与模锻耗能关系分析 44-45 4.6 毛边槽宽度 b_f 对开式模锻的影响关系分析 45-49 4.6.1 毛边槽宽度 b_f 变化与模锻力关系分析 46-48 4.6.2 毛边槽宽度 b_f 变化与
8、模锻耗能关系分析 48-49 4.7 小结 49-50 第五章 锻模工艺参数对开式模锻的影响 50-62 5.1 引言 50 5.2 坯料初始体积 V 对开式模锻的影响关系分析 50-53 5.2.1 坯料初始体积 V 变化与模锻力关系分析 51-52 5.2.2 坯料初始体积 V 变化与模锻耗能关系分析 52-53 5.3 模腔的深度 H_1 对开式模锻的影响关系分析 53-56 5.3.1 模腔深度 H_1 变化与模锻力关系分析 55 5.3.2 模腔深度 H_1 变化与模锻耗能关系分析 55-56 5.4 最难充满圆角 r_1 对开式模锻的影响关系分析 56-59 5.4.1 圆角 r_
9、1 与模锻力关系分析 57-58 5.4.2 圆角r_1 与模锻耗能关系分析 58-59 5.5 摩擦系数 对开式模锻的影响关系分析 59-61 5.5.1 摩擦系数 变化与模锻力关系分析 59-60 5.5.2 摩擦系数 变化与模锻耗能关系分析 60-61 5.6 小结 61-62 第六章 开式模锻影响因素的比较与优化 62-70 6.1 引言 62 6.2 开式模锻影响因素的比较方法 62-63 6.3 各影响因素对成形过程影响效果纵向对比分析 63-66 6.3.1 毛边槽高度 h_f 影响结果分析 63-64 6.3.2 毛边槽宽度 b_f 影响结果分析 64-65 6.3.3 坯料初始体积 V 影响结果分析 65 6.3.4 摩擦系数 影响结果分析 65 6.3.5 模腔深度 H_1 影响结果分析 65-66 6.3.6 最难充满圆角 r_1 影响结果分析 66 6.4 各影响因素对成形过程影响效果横向对比分析 66-69 6.4.1 各影响因素对锻足模锻力、充满模锻力的影响 66-68 6.4.2 各影响因素对锻足耗能的影响 68-69 6.5 小结 69-70 第七章 结论与展望 70-72 7.1 主要结论 70-71 7.2 展望 71-72 参考文献 72-75 致谢 75-76 攻读硕士学位期间发表的论文 76
