汽車保險杠鋁成型組件有限元分析及工藝【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含三維5張CAD圖紙+帶任務(wù)書+開題報告+文獻(xiàn)綜述+答辯ppt+外文翻譯】
汽車保險杠鋁成型組件有限元分析及工藝
摘 要
近年來，隨著環(huán)境污染、能源枯竭等問題的日趨嚴(yán)重以及國家政策的支持和鼓勵，汽車輕量化已越來越被人們所重視，且已逐漸成為當(dāng)前和未來汽車技術(shù)發(fā)展的主要方向?；诖?，在汽車車身及其零配的件的材料選擇上，人們越來越關(guān)注材料本身的重量。其中，鋁合金板材作為一種低密度、高強(qiáng)度、可塑性強(qiáng)的金屬材料，受到了越來越多汽車廠商的青睞。然而，在板料成形技術(shù)中，起皺、斷裂、變形不足和回彈等質(zhì)量問題也越來越突出， 這不僅造成了大量的材料浪費，還嚴(yán)重制約了鋁合金板材在汽車制造中的使用。因此，探索出一種適合鋁合金板材沖壓成型的優(yōu)秀工藝，成了當(dāng)前眾多汽車廠商研究的重點。
本文將利用有限元分析軟件ANSYS Workbench對汽車保險杠中鋁成型組件的沖壓成型進(jìn)行分析研究，找出導(dǎo)致其出現(xiàn)質(zhì)量問題的主要因素，并結(jié)合分析結(jié)果嘗試對現(xiàn)有的沖壓工藝進(jìn)行合理優(yōu)化，達(dá)到提高成品率的目的。
關(guān)鍵字 有限元分析 鋁成型 工藝優(yōu)化
Finite Element Analysis and Process Optimization of Aluminum Brackets for Automobile Bumper
Abstract
In recent years, with the environmental pollution, energy depletion and other issues become increasingly serious and national policy support and encouragement, automotive lightweight has been more and more attention, and has gradually become the current and future development of the main direction of automotive technology The Among them, the aluminum alloy sheet as a low-density, high strength, plasticity of the metal material, by more and more car manufacturers of all ages. However, in the sheet metal forming technology, wrinkling, rupture, deformation and rebound and other quality problems are more and more prominent, which not only caused a lot of material waste, but also seriously restricted the use of aluminum alloy sheet in the automotive industry The Therefore, to explore a suitable for aluminum alloy sheet stamping of the excellent process, has become the focus of many car manufacturers.
In this paper, the finite element analysis software ANSYS Workbench is used to analyze the stamping of aluminum forming components in automobile bumper, and the main factors leading to its quality problems are found out. Combining with the analysis results, the existing stamping process is optimized reasonably, To achieve the purpose of improving the yield.
Key words Finite element analysis aluminum forming process optimization
目錄
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 汽車保險杠鋁成型組件工藝優(yōu)化的科學(xué)意義 1
1.3 汽車保險杠鋁成型組件質(zhì)量問題的國內(nèi)外研究狀況 1
1.3.1 國外研究情況 2
1.3.2 國內(nèi)研究情況 2
1.4汽車保險杠鋁成型組件的發(fā)展趨勢 2
1.5汽車保險杠鋁成型組件缺陷分析 3
1.5.1起皺 3
1.5.2破裂 4
1.5.3回彈 5
1.6本文研究的主要內(nèi)容 5
1.7本章小結(jié) 6
第2章 板材沖壓有限元分析理論 7
2.1 ANSYS Workbench軟件介紹 7
2.2 材料的特性 7
2.3 材料的屈服準(zhǔn)則 8
2.3.1 Tresca 屈服準(zhǔn)則 8
2.3.2 Von Mises 屈服準(zhǔn)則 9
2.4材料的硬化準(zhǔn)則 9
2.4.1各向同性硬化準(zhǔn)則 9
2.4.2隨動硬化準(zhǔn)則 10
2.5 沖壓過程應(yīng)力加載和卸載法則 11
2.6 沖壓過程接觸算法 11
2.6.1 拉格朗日算法 12
2.6.2 罰函數(shù)接觸算法 12
2.6.3 非線性罰函數(shù)接觸算法 12
第3章 保險杠組件沖壓成型工藝 15
3.1 保險杠組件沖壓成型的的工藝特點 15
3.2 保險杠組件沖壓工藝的詳細(xì)說明 16
3.3 本章小結(jié) 20
第4章 有限元分析過程及結(jié)果 21
4.1概述 21
4.2 分析流程及結(jié)果 21
4.2.1分析流程 21
4.2.2 分析結(jié)果 25
4.3 本章小結(jié) 26
第5章 工藝優(yōu)化內(nèi)容及結(jié)果 27
5.1 工藝優(yōu)化的注意事項 27
5.2 工藝優(yōu)化的內(nèi)容 27
5.3 優(yōu)化效果 30
5.4 本章小結(jié) 30
致 謝 31
參考文獻(xiàn) 32
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任務(wù)書 (理工類 ) 學(xué)生姓名： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 完成時間： 畢業(yè)設(shè)計 (論文 )題目： 汽車保險杠鋁成型組件有限元分析及工藝優(yōu)化 題目來源 教師科研課 題 縱向課題（ ） 題目類型 理論研究（ ） 注：請直接在所屬項目括號內(nèi)打“ √” 橫向課題（ ） 應(yīng)用研究（ ） 教師自擬課題（ ） 應(yīng)用設(shè)計（ √ ） 學(xué)生自擬課題（ √ ） 其 他（ ） 總體設(shè)計要求及技術(shù)要點 ： 近年來，隨著環(huán)境污染、能源枯竭等問題的日趨嚴(yán)重以及國家政策的支持和鼓勵，汽車輕量化已越來越被人們所重視。 鋁合金 具有 密度低，強(qiáng)度高，塑性好 等物理特性 ，在汽車輕量化和提升碰撞安全性能等方面有著出色的表現(xiàn)。但由于鋁合金晶的體結(jié)構(gòu)與普通鋼材存在很大差異，導(dǎo)致鋁合金板的成型性能比普通鋼板較差，而汽車上的鋁合金板材以覆蓋件形式居多，形狀較為復(fù)雜且尺寸輪廓大，導(dǎo)致汽車鋁合金覆蓋件在沖壓成形過程中更容易出現(xiàn)起皺、破裂、變形不足以及回彈等缺陷。這些問題不但導(dǎo)致材料被大量浪費，還增大了零件質(zhì)量控制以及模具設(shè)計的難度，嚴(yán)重 制約了鋁合金材料在汽車覆蓋件上的應(yīng)用。因此，通過優(yōu)化工藝方案及工藝參數(shù)，探索出一種適合車用鋁合金材料的沖壓成形工藝，改善鋁合金覆蓋件的成品率和成形質(zhì)量。 工作環(huán)境及技術(shù)條件： 以某轎車為例，對汽車保險杠鋁成型組件進(jìn)行有限元分析及工藝優(yōu)化。 工作內(nèi)容及最終成果： 1、 根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計要求，完整地畫出產(chǎn)品零件 2D、 3D 各 1 張，模具零件圖若干，裝配圖 1 張，所畫圖紙需能滿足產(chǎn)品實際功能且能滿足客戶要求；并能應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。 2、 工藝優(yōu)化部分，要求以公司實際生產(chǎn)情況為基礎(chǔ)，提出合理可行的優(yōu)化建議，并要 求提供以下資料，且裝訂成冊： 1）造成目前問題的主要因素分析結(jié)果； 2）現(xiàn)有工藝存在的具體問題； 3）合理可行的改進(jìn)建議或措施； 4）實施改進(jìn)所需的器件、資金投入、技術(shù)支持等； 5) 優(yōu)化后具體實踐數(shù)據(jù)支持； 6) 優(yōu)化前后具體結(jié)果對比； 時間進(jìn)度安排： 廣泛查閱參考資料，重點閱讀重要參考文獻(xiàn)； 查閱資料，確定具體實施方案 計算所需參數(shù) 畫出各個零件圖和裝配圖 完成有限元分析并提出工藝優(yōu)化建議或措施 撰寫論文，準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室主任意見： 教研室主任簽字： 年 月 日