毕业设计（论文）-板材弯曲数值模拟设计 - 图文

中南林业科技大学

毕 业 论 文

2007年6月

前 言

有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。经过短短数十年的努力，随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。将有限元分析应用于冲压工艺的模具设计中，可以避免仅凭经验和试制这种传统的模具设计方法所带来的弊端，可以节省昂贵的模具试验费用，指导模具设计制造，缩短产品更新周期。

本次毕业设计就是应用有限元分析软件ANSYS对板材的弯曲过程进行模拟仿真，对板材弯曲后的应力和变形情况进行计算分析并查找面板弯曲后最大应力和最大变形的发生点，通过方案对比得出模具结构的最佳工艺参数即最佳的凸、凹间隙，优化模具的结构设计。这次设计是在参阅了大量文献并在张艳君导师的辅导下完成的。

由于本人设计经验不足，所学知识有限，错误之处在所难免，敬请各位老师批评指正，以便完善。

编 者

目 录

中文摘要??????????????????????????????1 英文摘要??????????????????????????????2 1 绪论??????????????????????????????? 1.1 CAE技术???????????????????????????? 1.2 有限单元法??????????????????????????? 1.3 ANSYS软件???????????????????????????

1.4 本章小结???????????????????????????? 2 金属工艺数值模拟????????????????????????? 2.1 基本概念???????????????????????????? 2.2 基本原理???????????????????????????? 2.3 作用?????????????????????????????? 2.4 本章小结???????????????????????????? 3 弯曲工艺机理分析????????????????????????? 3.1 板料弯曲变形分析???????????????????????? 3.2 板料回弹的机理分析??????????????????????? 3.3 本章小结???????????????????????????? 4 参数计算及方案确定???????????????????????? 4.1 问题描述???????????????????????????? 4.2 门面板成形工艺过程??????????????????????? 4.3 计算过程???????????????????????????? 4.4 方案确定???????????????????????????? 4.5 本章小结???????????????????????????? 5 ANSYS建模简化?????????????????????????? 5.1 模型的简化与分析???????????????????????? 5.2 板料弯曲过程的简化??????????????????????? 5.3 本章小结???????????????????????????? 6 弯曲工艺的ANSYS分析??????????????????????? 6.1 前处理操作??????????????????????????? 6.2 求解操作???????????????????????????? 6.3 后处理操作??????????????????????????? 6.4 本章小结???????????????????????????? 7 结果与误差分析?????????????????????????? 7.1 面板的回弹分析????????????????????????? 7.2 面板的应力分析????????????????????????? 7.3 本章小结???????????????????????????? 结 语????????????????????????????????

致 谢???????????????????????????????? 参考文献??????????????????????????????

中 文 摘 要

本设计是采用有限元分析软件ANSYS，对板材弯曲成形过程进行模拟仿真，根据理论间隙值范围调整凸、凹模单边间隙，分析回弹和应力集中区。通过分析比较得到较理想的间隙值，从而达到优化设计的效果。通过准确地模拟出模具与板料之间的动态接触，在全面分析板料与模具接触边界动态变化的基础上，结合ANSYS软件给出了模型的几何描述、接触算法选择、接触摩擦模型的建立等具体方法。通过具体应用实例分析，证明了这些方法应用于板料弯曲成形分析的可行性，而其变形规律具有一定的典型性。研究这类弯曲件的成形规律，不仅对这类件成形工艺参数和工艺步骤的确定是至关重要的，同时也是进一步认识复杂件成