钣金有限元分析实验报告
钣金综合大实验实验报告书
姓名：王东
班级：0508304
学号：050830428
指导老师：周建华
完成时间：2011年11月17日
目录
1.有限元模拟实验基本过程
（1）CAD建模 (3)
（2）CAE建模 (3)
（3）CAE分析结果 (4)
2.有限元模拟成形结果的初步分析 (5)
3.金属板料冲压模拟思考题
（1）材料参数变化
①加工硬化系数K值对冲压模拟结果的影响 (6)
②各向异性参数r
，r45，r90变化对仿真模拟结果的影响 (7)
（2）工艺参数变化
①压边力和摩擦系数对冲压模拟结果的影响 (8)
②初始板料形状或者大小改变对模拟结果的影响 (10)
③冲头圆角以及凹模圆角半径改变对模拟结果的影响 (12)
4.冲压成形过程实验 (12)
5.总结与体会 (12)
1. 有限元模拟实验基本过程：
（1）CAD建模：
本次实验课程，采用ETA/Dynaform软件的DFE功能模块进行几何建模。凹模有限元网格的主要尺寸如图1.1.1、图1.1.2所示，
图1.1.1 图1.1.2
（2）CAE 建模：
通过ETA/Dynaform软件的DFE模块完成凹模的CAD建模，基于该数据模型，通过DFE模块下的Preparation、Binder、Addendum、Modification以及Tools模块下的Blank Generator等步骤完成凹模、凸模、压边圈以及板料的CAE建模。在使用ETA/Dynaform软件时，关键要明白每个步骤要完成的内容，并结合学习过的冲压成型理论选择相关参数。
凹模的有限元网格如图1.2.1所示，凸模的有限元网格如图1.2.2所示，初始板料的有限元网格如图1.2.3所示，压边圈的有限元网格如图1.2.4所示。
图1.2.1 图1.2.2
图1.2.3 图1.2.4
有限元模拟参数设定过程说明：
注：仿真模拟中所选材料牌号为钢BIF340，密度为ρ=7.85g/cm3，杨氏模量E=207000.0 Pa，加工硬化系数K=606.5 MPa·m0.5，硬化指数n=0.22（单位均采用国际单位）。
①在ETA/Dynaform软件的Setup模块下选择Auto Setup，进入有限元模拟参
数设定模块；
②修改General标签下的名称Title为有一定意义的名称；
③进入Blank标签，设置Geometry栏下的四项内容，其中Part分项选择模
具中的板料部分，设置板料的材料，在材料库中有众多材料可供选择，每种材料的加工硬化系数K、硬化指数n值、各向异性参数r0，r45，r90值均可以根据需要进行设置，从模拟结果上可以直观的看出各个参数对冲压结果的影响；
④进入Tools标签，分别将所建的模型与die、punch、binder进行匹配，并
默认其他参数；
⑤进入Process标签，修改drawing分项下的binder控制方式为间隙控制（即
Velocity），同时参数值设置为die相应值的负值，其他参数默认；
⑥进入Control标签，默认该标签下的所有参数，参数设置完成后，进入动
画模拟界面，观察动画过程以确定参数设置是否正确，若有错误则要及时修改，所有参数都设置正确之后，选择Job submitter，提交有限元模拟设置，软件会自动进行后台运算，并保存相关文件以便后续工作使用。
（3）CAE 分析结果：
第一次计算结束后，成形后零件的厚度分布云图如图1.3.1所示；冲头接触力-时间曲线图如图1.3.2所示。
从图上可以看出，厚度从1.135到0.935，没有起皱现象，也没有拉裂现象。
图1.3.1 图1.3.2
图1.3.3
压边力值估计为7.5kN ，进行模拟。计算结果如图1.3.4和图1.3.5所示。
图1.3.4 图1.3.5
最薄处为0.935，没有起皱现象，也没有拉裂现象，压边力估值正常。
2. 有限元模拟成形结果的初步分析：
从初始参数的有限元模拟成形结果图1.3.1
可以看出，在初始参数情况下，
7.5
冲压出的零件是合格的，厚度从1.135到0.935，没有发生起皱和拉裂现象。
从冲头力-时间变化图1.3.2可以看出，在2ms前，冲头力几乎无变化，该过程中板料几乎无变形；冲头力从2ms时显著增大，在6ms前近似线性增加，这个过程中冲压变形稳步增加；6ms到8ms部分，上升趋势变缓，此时冲压过程接近结束。
从压边力-时间变化图 1.3.3可以近似估算，材料厚度1mm，材料选择为BIF340时，冲压尺寸为45×35×25的盆形零件，需要的压边力大约为7.5kN，以此估算值设置为压边力的值进行二次模拟，发现成形零件是合格的，所以可以在此估算值前提下进行其他参数条件的仿真。
3. 金属板料冲压模拟思考题：
（1）材料参数变化：
①加工硬化系数K值对冲压模拟结果的影响。
加工硬化系数K变小（加工硬化系数K值设置为506）
图3.1.1 图3.1.2
从仿真模拟结果图3.1.1可以看出，在该条件下冲压成形的零件是合格的，最薄处厚度由0.935变为0.888，未发生起皱或者拉裂。从冲头力变化图3.1.2可以看出，冲头力显著增大的时间节点在3ms左右，比初始条件下后延了1ms。
从冲压成形以及材料力学理论可以知道，材料的加工硬化系数，影响的是材料发生塑性变形时需要进一步变形时，所需施加的力的大小，材料发生塑性变形后加工硬化系数K的值越大，所需施加的冲头力也越大，反之越小。比较两次冲头力变化图1.3.2和图3.1.2，可以发现，当加工硬化系数K的值减小时，所需施加的冲头力也在变小。
●加工硬化系数K变大（加工硬化系数K设置为706）
图3.1.3 图3.1.4
从仿真模拟结果图3.1.3可以看出，在该参数条件下，冲压成形的零件是合格的，最薄处由0.935变为0.895，未发生拉裂或者起皱。
②各向异性参数r
，r45，r90变化对仿真模拟结果的影响
●各向异性参数r0，r45，r90（均改为最大值2.89）
图3.1.7 图3.1.8
从仿真模拟结果图3.1.7可以看出，在该参数条件下，冲压成形的零件是合格的，最薄处由0.935变为0.945，最厚处1.135变为1.08，未发生起皱、拉裂现象。
●各向异性参数r0，r45，r90（均改为最大值1.42）
图3.1.9 图3.1.10
从仿真模拟结果图3.1.9可以看出，在该参数条件下，冲压成形的零件是合格的，最薄处0.935变为0.932，最厚处1.135变为1.152，未发生起皱、拉裂现象。
从冲压成形以及材料力学理论可以知道，各向异性参数是影响材料内部应力分布的因素，当将各向异性参数均调整为最大值或者最小值时，在这样的条件下，材料内部单元所受的应力在周向应力σ、径向应力ε、以及切向剪应力τ方向上是均匀的，但这种状态是一种理想状态，实际情况几乎不存在。
（2）工艺参数变化：
①压边力和摩擦系数对冲压模拟结果的影响。
压边力通过图1.3.3估计合适大小为7.5kN，以此为依据调整压边力进行。
●摩擦系数不变，压边力值设置为75kN
图3.2.1 图3.2.2
从仿真模拟结果图3.2.1可以看出，在该参数条件下，冲压成形的零件是合格的，最薄处从0.935变为0.922，未发生拉裂或者起皱现象。
●摩擦系数变不变，压边力设置为3.0kN
图3.2.5 图3.2.6
图3.2.7
从仿真模拟结果厚度变化图3.2.5以及成形极限图3.2.7可以看出，在该参数条件下，冲压成形的零件是不合格的，板料边缘发生了起皱现象。
从冲压成形理论以及材料力学理论可以知道，在进行冲压成形前，需要根据板料厚度、板料材料、零件大小以及深度，估算所需的压边力值，在实际冲压中，将压边力设置为估算值，进行试加工，并对试加工成形的产品进行相关产品参数的检测，通过零件是否合格以确定压边力估算值是否合理。在本次实验中，由于我们先在计算机上进行仿真，所以可以通过间隙控制方式，估算所需压边力的合理值。
当找到一个合理的压边力值时，以此为基础，调整压边力的取值。如果取值过大，则会导致由于压边力过大，阻碍材料的流动，使板料法兰边的材料无法向内部流动，进而产生拉裂现象；如果取值过小，则会因为压边力过小，以至于低于冲压过程中板料法兰边法向的反力，进而产生起皱现象，比如本次实验中压边力取3.0kN。这两种情况冲压出来的零件都是不合格的。
在压边力估计值7.5kN情况下，摩擦系数由0.125变为0.425
图3.2.7 图3.2.8
从仿真模拟结果图3.2.7可以看出，在该参数条件下，冲压成形的零件是合格的，最薄处由0.935变为0.911，未发生拉裂或者起皱。
●在压边力估计值7.5kN情况下，摩擦系数由0.125变为0.08
图3.2.9 图3.2.10
从仿真模拟结果图3.2.9可以看出，在该参数条件下，冲压成形的零件是合格的，最薄处0.935变为0.937，最厚处1.135变为1.136，未发生拉裂或者起皱。
从理论上分析，在相同压边力情况下，摩擦系数大小将决定板料法兰边切向受力的大小，而该摩擦力的大小将直接影响到材料流动是否顺畅。在上述两种情况下，可以发现，摩擦系数越小，对板料的流动越有利，冲压成形出来的零件最薄处的厚度会变厚，零件不容易损坏；摩擦系数越大，对板料的流动越不利，零件容易损坏，当摩擦系数很大以至于摩擦力很大时，板料几乎无法流动，此时零件肯定会拉裂，所以要控制好摩擦系数，即板料表面光滑程度。
②初始板料形状或者大小改变对模拟结果的影响
●初始板料形状改变（板料由矩形变为圆形）
图3.2.11 图3.2.12
当板料由矩形变为半径为87.5的圆形时，从仿真模拟结果图3.2.11可以看出，
在该参数条件下，冲压成形的零件是合格的，最薄处变为0.943，没有发生起皱或者拉裂现象。
从厚度分布云图3.2.11上可以看出，圆形板料的厚度分布很对称，所以在选择板料的形状时，应根据冲压出来的零件形状进行选择。例如，如果成形零件是圆形的，则将板料形状选为圆形，这样可以不仅提高材料的利用率，也可以保证零件内部金相分布均匀，应力分布均匀，进而提高产品使用寿命、降低工程成本。
比较冲头力-时间变化图3.2.12与初始条件下的冲头力-时间变化图1.1.2，可以发现，由于板料的形状改变，同时板料大小改变，导致板料内部应力分布也发生改变，当板料整体形状变小时，冲头力一般在变大，所以，我们在控制板料的形状以及大小时，要平衡好与冲头力之间的关系。
③冲头圆角以及凹模圆角半径改变对模拟结果的影响
凹模圆角变化（凹模圆角半径由15.0变为25.0）
图3.2.13 图3.2.14 在建模时，将凹模圆角半径由15变为25，从仿真模拟结果图3.2.13可以看出，在该参数条件下，冲压成形的零件是合格的，最薄处此时变为0.824，没有发生拉裂或者起皱。
从厚度分布云图可以看出凹模圆角半径是影响板料大小的关键因素，在一定范围内，增大凹模圆角半径，可以显著减小板料的大小，达到节约材料、降低成本的目的；所以在做最初的设计时，谨慎选择凹模圆角半径，在功能达到设计要求情况下，适当增大凹模圆角半径。
5.冲压成形过程实验：
本次实验中，用来进行冲压的是0.3mm厚的铝板，铝的塑性较好，在拉伸时，控制得当，不易被拉裂。在铝板上涂上润滑油，以较小的力冲压，直至冲出合格品；以此时的压力为基础，增大压力，使铝板被拉裂，然后继续涂抹润滑油，再冲压，直到冲压出合格品。
很难手动控制压力大小，润滑油涂抹的量不易保证。
在每次加力之前，集中注意力，加力途中仔细控制力的大小，控制与目标值接近。润滑油涂抹应均匀，每次的量不宜过多。
6.总结与体会：
在钣金工业领域，冲压加工既具有传统特性，又有现代特征，在本次实验课之前，我们接触的主要是冲压加工传统特性方面的内容，包括冲压成形原理、冲压模具设计、板料冲压的送料卸料等方面，这些特性让我了解到冲压成形的发展过程，认识到冲压成形在传统钣金加工领域无可替代的地位，但是我们并不了解，现代冲压成形已经与计算机仿真科学、自动控制科学等方面密不可分。
计算机科学在冲压成形方面的应用包括许多，著名的软件也有很多，但是这次实验课，我们接触的软件ETA/Dynaform，通过使用，我了解到这个软件在有限元仿真方面、尤其是在板料有限元分析方面的作用巨大，我认为虽然这个软件的易用性还有待提高，但是这个软件确实为钣金工业提供了一个很好的有限元模拟工具。
在用ETA/Dynaform软件进行板料有限元仿真过程中，我遇到了诸多问题。首先，我对这个软件创作者的意图不了解，所以最初使用这个软件时，感觉到非常别扭，觉得该软件的易用性、人性化方面做得太差；当我逐渐认识到这个软件的作者是基于对CAD建模、板料加工、有限元分析等方面深入的理解，进而体会到该软件在使用方面的独特之处。其次，在多次建模、仿真中，我从最开始对参数的意义毫不理解到逐渐理解参数的意义，学习的过程真的很快乐，通过这个过程让我感受到了其中的乐趣。
abaqus有限元分析过程
一、有限单元法的基本原理 有限单元法（The Finite Element Method）简称有限元（FEM），它是利用电子计算机进行的一种数值分析方法。它在工程技术领域中的应用十分广泛，几乎所有的弹塑性结构静力学和动力学问题都可用它求得满意的数值结果。 有限元方法的基本思路是：化整为零，积零为整。即应用有限元法求解任意连续体时，应把连续的求解区域分割成有限个单元，并在每个单元上指定有限个结点，假设一个简单的函数（称插值函数）近似地表示其位移分布规律，再利用弹塑性理论中的变分原理或其他方法，建立单元结点的力和位移之间的力学特性关系，得到一组以结点位移为未知量的代数方程组，从而求解结点的位移分量. 进而利用插值函数确定单元集合体上的场函数。由位移求出应变, 由应变求出应力 二、ABAQUS有限元分析过程 有限元分析过程可以分为以下几个阶段 1.建模阶段: 建模阶段是根据结构实际形状和实际工况条件建立有限元分析的计算模型――有限元模型，从而为有限元数值计算提供必要的输入数据。有限元建模的中心任务是结构离散，即划分网格。但是还是要处理许多与之相关的工作：如结构形式处理、集合模型建立、单元特性定义、单元质量检查、编号顺序以及模型边界条件的定义等。
2.计算阶段:计算阶段的任务是完成有限元方法有关的数值计算。 由于这一步运算量非常大，所以这部分工作由有限元分析软件控制并在计算机上自动完成 3.后处理阶段: 它的任务是对计算输出的结果惊醒必要的处理， 并按一定方式显示或打印出来，以便对结构性能的好坏或设计的合理性进行评估，并作为相应的改进或优化，这是惊醒结构有限元分析的目的所在。 下列的功能模块在ABAQUS/CAE操作整个过程中常常见到，这个表简明地描述了建立模型过程中要调用的每个功能模块。 “Part（部件） 用户在Part模块里生成单个部件，可以直接在ABAQUS/CAE环境下用图形工具生成部件的几何形状，也可以从其它的图形软件输入部件。 Property（特性） 截面（Section）的定义包括了部件特性或部件区域类信息，如区域的相关材料定义和横截面形状信息。在Property模块中，用户生成截面和材料定义，并把它们赋于(Assign)部件。 Assembly（装配件） 所生成的部件存在于自己的坐标系里，独立于模型中的其它部件。用户可使用Assembly模块生成部件的副本（instance），并且在整体坐标里把各部件的副本相互定位，从而生成一个装配件。 一个ABAQUS模型只包含一个装配件。
有限元分析实验报告
武汉理工大学 学生实验报告书 实验课程名称机械中的有限单元分析 开课学院机电工程学院 指导老师姓名 学生姓名 学生专业班级机电研 1502班 2015—2016 学年第2学期
实验一方形截面悬臂梁的弯曲的应力与变形分析 钢制方形悬臂梁左端固联在墙壁，另一端悬空。工作时对梁右端施加垂直向下的30KN的载荷与60kN的载荷，分析两种集中力作用下该悬臂梁的应力与应变，其中梁的尺寸为10mmX10mmX100mm的方形梁。 1.1方形截面悬臂梁模型建立 建模环境：DesignModeler 15.0。 定义计算类型：选择为结构分析。 定义材料属性：弹性模量为2.1Gpa，泊松比为0.3。 建立悬臂式连接环模型。 （1）绘制方形截面草图：在DesignModeler中定义XY平面为视图平面，并正视改平面，点击sketching下的矩形图标，在视图中绘制10mmX10mm的矩形。（2）拉伸：沿着Z方向将上一步得到的矩阵拉伸100mm，即可得到梁的三维模型，建模完毕，模型如下图1.1所示。 图1.1 方形截面梁模型 1.2 定义单元类型： 选用6面体20节点186号结构单元。 网格划分：通过选定边界和整体结构，在边界单元划分数量不变的情况下，通过分别改变节点数和载荷大小，对同一结构进行分析，划分网格如下图1.2所示：
图1.2 网格划分 1.21 定义边界条件并求解 本次实验中，讲梁的左端固定，将载荷施加在右端，施以垂直向下的集中力，集中力的大小为30kN观察变形情况，再将力改为50kN，观察变形情况，给出应力应变云图，并分析。 （1）给左端施加固定约束； （2）给悬臂梁右端施加垂直向下的集中力； 1.22定义边界条件如图1.3所示： 图1.3 定义边界条件 1.23 应力分布如下图1.4所示： 定义完边界条件之后进行求解。
企业技能人才自主评价实施方案
杭州市拱墅区企业技能人才自主评价实施方案 企业名称： 所属区域： 学员姓名： 【职务】 【电话号码】 【电子邮件】 【地址】 【邮政编码】 【指导老师】 【编制日期】 技能人才自主评价计划表
目录
1、企业基本情况 1.1企业概况 1.2企业发展及人才需求背景 目前企业拥有从业人数人，一线技能人员有人，涉及十几项技术工种，对技能人才需求迫切。目前公司主要以外部培训鉴定形式培养人才，这已经无法满足公司对技能人才大量培养的需求。因此，将技能人才培养列入企业长期发展规划，逐步规范技工培训和取证工作。就针对关键岗位：维修电工、机修钳工、车工、起重工、汽车修理工、造纸工等，开展企业技能人才自主评价工作。 1.3技能人才人员结构 公司目前已取得国家职业技能签定资格的技术人才结构及人数如下表： 是初级工；这与我公司目前发展状况极为不符，因此提高一线员工技能并持证上岗迫在眉睫。 1.4紧缺（重要）的人才类型 维修电工、机修钳工、车工、起重工、汽车修理工、造纸工等。 1.5企业技能人才评价标准化体系建设项目开发情况表 企业能人才评价标准化体系建设项目开发情况表
2、技能人才发展路径及激励措施 2.1技能人才发展路径图 2.2激励措施 2.2.1制定工龄工资，在本公司每工作满1年的员工每月可给予相应的工龄工资； 2.2.2每位员工生日时，由公司经理或部门领导签发员工生日贺卡和礼物，表达对员工的 祝福； 2.2.3分季度评选优秀员工，发给优秀员工奖状及给予一定的物质奖励； 2.2.4可申请公司每年举办的技能提升培训或其他形式多样的综合素质培训； 2.2.5可享受公司统一安排的一年一次体检； 2.2.6可享受每年两次的职业技能等级鉴定，经鉴定考核通过者可享受对应的技能等级津贴。 2.2.7可享受组织丰富多彩的文体活动以及各种兴趣小组活动 3、技能人才自主评价组织结构、职责和管理办法 为贯彻落实《关于印发浙江省技能人才自主评价办法（试行）的通知》（浙人社[2014]一 三1号），加快公司技能人才队伍建设步伐，结合公司实际情况，根据公司高技能评价需要， 公司成立企业技能人才自主评价领导小组，下设技能评价委员会与技能评价执行小组，如下图：
金工实习钣金加工工艺 附具体实例
金工实习—钣金加工 1 钣金加工简介 1.1 钣金介绍 钣金至今为止尚未有一个比较完整的定义，根据国外某专业期刊上的一则定义可以将其定义为：钣金是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。其显着的特征就是同一零件厚度一致，其中包括钢板、镀锌（锡）钢板、高张力钢板、烤漆钢板、铝板、铜板及不锈钢板等。 钣金的应用范围非常广泛，包括办公家具、运动器材、厨具、箱柜、计算机机壳、电器产品、车辆、飞机、船舶、钢建筑及工作母机外壳等。 1.2 钣金加工工艺 钣金作业是利用手工工具或机器，将金属塑性变形加工成所需的形状及大小，并配合机械式结合（如铆钉、螺栓、胀缩、压接及接缝等）或冶金式结合（如气焊、铜焊、手工电焊、CO2焊接及氩弧焊等）的方式，将其连接组合成一体的金属加工方法。 按钣金件的基本加工方式分类，主要有下料、折弯、拉伸、成型、焊接。 对于任何一个钣金件来说,它都有一定的加工过程,也就是所谓的工艺流程.不同结构的钣金件,工艺流程可能也各不相同,一般钣金件按以下流程： 绘制展开图 冲折弯压铆焊接
2 钣金工程识图基本知识 2.1 机械制图简介 钣金加工工程图也属于机械制图的范畴，机械制图是用图样确切表示机械的结构形状、尺寸大小、工作原理和技术要求的学科。图样由图形、符号、文字和数字等组成，是表达设计意图和制造要求以及交流经验的技术文件，常被称为工程界的语言。 在机械制图标准中规定的项目有：图纸幅面及格式、比例、字体和图线等。在图纸幅面及格式中规定了图纸标准幅面的大小和图纸中图框的相应尺寸。比例是指图样中的尺寸长度与机件实际尺寸的比例，除允许用1:1的比例绘图外，只允许用标准中规定的缩小比例和放大比例绘图。在中国，规定汉字必须按长仿宋体书写，字母和数字按规定的结构书写。图线规定有八种规格，如用于绘制可见轮廓线的粗实线、用于绘制不可见轮廓线的虚线、用于绘制轴线和对称中心线的细点划线、用于绘制尺寸线和剖面线的细实线等。 机械图样主要有零件图和装配图，零件图表达零件的形状、大小以及制造和检验零件的技术要求；装配图表达机械中所属各零件与部件间的装配关系和工作原理；表达零件结构形状的图形，常用的有视图、剖视图和剖面图等。 视图是按正投影法即零件向投影面投影得到的图形。按投影方向和相应投影面的位置不同，视图分为主视图、俯视图和左视图等。视图主要用于表达机件的外部形状。图中看不见的轮廓线用虚线表示。零件向投影面投影时，观察者、机件与投影面三者间有两种相对位置。机件位于投影面与观察者之间时称为第一角投影法。投影面位于机件与观察者之间时称为第三角投影法。两种投影法都能同样完善地表达机件的形状。中国国家标准规定采用第一角投影法。 2.2 三视图简介 三视图是观测者从三个不同位置观察同一个空间几何体而画出的图形。 将人的视线规定为平行投影线，然后正对着物体看过去，将所见物体的轮廓用正投影法绘制出来该图形称为视图。一个物体有六个视图：从物体的前面向后面投射所得的视图称主视图——能反映物体的前面形状，从物体的上面向下面投射所得的视图称俯视图——能反映物体的上面形状，从物体的左面向右面投射所得的视图称左视图——能反映物体的左面形状，还有其它三个视图不是很常用。三视图就是主视图、俯视图、左视图的总称。 一个视图只能反映物体的一个方位的形状，不能完整反映物体的结构形状。三视图是从三个不同方向对同一个物体进行投射的结果，另外还有如剖面图、半剖面图等做为辅助，基本能完整的表达物体的结构。 三视图的投影规则是： 主视、俯视长对正 主视、左视高平齐
精讲solidworks有限元分析步骤
2013-08-29 17:31 by:有限元来源:广州有道有限元 1. 软件形式： ㈠. SolidWorks的内置形式： ◆COSMOSXpress——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的零件的静态分析。 ㈡. SolidWorks的插件形式： ◆COSMOSWorks Designer——对零件或装配体的静态分析。 ◆COSMOSWorks Professional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。 ◆COSMOSWorks Advanced Professional——在COSMOSWorks Professional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。 ㈢. 单独发行形式： ◆COSMOS DesignSTAR——功能与COSMOSWorks Advanced Professional相同。 2. 使用FEA的一般步骤： FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具，但不是唯一的数值分析工具！其它的数值分析工具还有：有限差分法、边界元法、有限体积法… ①建立数学模型——有时，需要修改CAD几何模型以满足网格划分的需要， （即从CAD几何体→FEA几何体），共有下列三法： ▲特征消隐：指合并和消除在分析中认为不重要的几何特征，如外圆角、圆边、标志等。▲理想化：理想化是更具有积极意义的工作，如将一个薄壁模型用一个平面来代理（注：如果选中了“使用中面的壳网格”做为“网格类型”，COSMOSWorks会自动地创建曲面几何体）。 ▲清除：因为用于划分网格的几何模型必须满足比实体模型更高的要求。如模型中的细长面、多重实体、移动实体及其它质量问题会造成网格划分的困难甚至无法划分网格—这时我们可以使用CAD质量检查工具（即SW菜单: Tools→Check…）来检验问题所在，另外含有非常短的边或面、小的特征也必须清除掉（小特征是指其特征尺寸相对于整个模型尺寸非常小！但如果分析的目的是找出圆角附近的应力分布，那么此时非常小的内部圆角应该被保留）。 ②建立有限元模型——即FEA的预处理部分，包括五个步骤： ▲选择网格种类及定义分析类型（共有静态、热传导、频率…等八种类别）——这时将产生一个FEA算例，左侧浏览器中之算例名称之后的括号里是配置名称； ▲添加材料属性: 材料属性通常从材料库中选择，它不并考虑缺陷和表面条件等因素，与几何模型相比，它有更多的不确定性。
钣金基础知识集锦(钣金工程师必备教材)
钣金基础知识集锦 1钣金基本介绍 1.1钣金基本加工方式 按钣金件的基本加工方式，如下料、折弯、拉伸、成型、焊接。本规范阐述每一种加工 方式所要注意的工艺要求。 1.2关键技术词汇 钣金、下料、折弯、拉伸、成形、排样、最小弯曲半径、毛边、回弹、打死边、焊接 2 钣金下料 下料根据加工方式的不同，可分为普冲、数冲、剪床开料、激光切割、风割，由于加工方法的不同，下料的加工工艺性也有所不同。钣金下料方式主要为数冲和激光切割 2.1数冲是用数控冲床加工，板材厚度加工范围为冷扎板、热扎板小于或等于 3.0mm,铝板小于或等于 4.0mm，不锈钢小于或等于2.0mm 2.2冲孔有最小尺寸要求 冲孔最小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。 图2.2.1 冲孔形状示例 * 高碳钢、低碳钢对应的公司常用材料牌号列表见第7章附录A。 表1冲孔最小尺寸列表 2.3数冲的孔间距与孔边距 零件的冲孔边缘离外形的最小距离随零件与孔的形状不同有一定的限制，见图2.3.1。当冲孔
1.5t。 2.4 折弯件或拉深件冲孔时，其孔壁与工件直壁之间应保持一定的距离（图2.4.1） 图2.4.1 折弯件、拉伸件孔壁与工件直壁间的距离 2.5螺钉、螺栓的过孔和沉头座 螺钉、螺栓过孔和沉头座的结构尺寸按下表选取取。对于沉头螺钉的沉头座，如果板材太薄难以同时保证过孔d2和沉孔D，应优先保证过孔d2。 表2用于螺钉、螺栓的过孔
*要求钣材厚度t≥h。 表3用于沉头螺钉的沉头座及过孔 *要求钣材厚度t≥h。 表4用于沉头铆钉的沉头座及过孔 2.6激光切割是用激光机飞行切割加工，板材厚度加工范围为冷扎板热扎板小于或等于20.0mm, 不锈钢小于10.0mm 。其优点是加工板材厚度大，切割工件外形速度快，加工灵活.缺点是无法加工成形，网孔件不宜用此方式加工，加工成本高！ 3 钣金折弯 3.1钣金折弯件的最小弯曲半径 材料弯曲时，其圆角区上，外层收到拉伸，内层则受到压缩。当材料厚度一定时，内r越小，材料的拉伸和压缩就越严重；当外层圆角的拉伸应力超过材料的极限强度时，就会产生裂缝和折断，因此，弯曲零件的结构设计，应避免过小的弯曲圆角半径。公司常用材料的最小弯曲半径见下表。
机械零件有限元分析——实验报告
中南林业科技大学机械零件有限元分析 实验报告 专业：机械设计制造及其自动化 年级： 2013级 班级：机械一班 姓名：杨政 学号：20131461 I
一、实验目的 通过实验了解和掌握机械零件有限元分析的基本步骤；掌握在ANSYS 系统环境下，有限元模型的几何建模、单元属性的设置、有限元网格的划分、约束与载荷的施加、问题的求解、后处理及各种察看分析结果的方法。体会有限元分析方法的强大功能及其在机械设计领域中的作用。 二、实验内容 实验内容分为两个部分：一个是受内压作用的球体的有限元建模与分析，可从中学习如何处理轴对称问题的有限元求解；第二个是轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及后处理的综合练习，可以较全面地锻炼利用有限元分析软件对机械零件进行分析的能力。
实验一、受内压作用的球体的有限元建模与分析 对一承受均匀内压的空心球体进行线性静力学分析，球体承受的内压为 1.0×108Pa ，空 心球体的内径为 0.3m ，外径为 0.5m ，空心球体材料的属性：弹性模量 2.1×1011，泊松比 0.3。 承受内压：1.0×108 Pa 受均匀内压的球体计算分析模型（截面图） 1、进入 ANSYS →change the working directory into yours →input jobname: Sphere 2、选择单元类型 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element Types window)→ Options… →select K3: Axisymmetric →OK →Close (the Element Type window) 3、定义材料参数 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY:0.3→ OK 4、生成几何模型生成特征点 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints →In Active CS →依次输入四个点的坐标：input ：1(0.3，0)，2(0.5，0)，3(0，0.5)，4(0，0.3)→OK 生成球体截面 ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines →In ActiveCoord → 依次连接 1,2,3,4 点生成 4 条线→OK Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →By Lines →依次拾取四条线→OK ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian 5、网格划分 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →(Size Controls) lines: Set
钣金加工工艺流程
钣金加工工艺流程 1简介 1.1简介 按钣金件的基本加工方式，如下料、折弯、拉伸、成型、焊接。本规范阐述每一种加工方式所要注意的工艺要求。 1.2关键词 钣金、下料、折弯、拉伸、成形、排样、最小弯曲半径、毛边、回弹、打死边、焊接 2下料 下料根据加工方式的不同，可分为普冲、数冲、剪床开料、激光切割、风割，由于加工方法的不同，下料的加工工艺性也有所不同。钣金下料方式主要为数冲和激光切割 2.1数冲是用数控冲床加工，板材厚度加工范围为冷扎板、热扎板小于或等于 3.0mm,铝板小于或等于 4.0mm，不锈钢小于或等于2.0mm 2.2冲孔有最小尺寸要求 冲孔最小尺寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。 图2.2.1 冲孔形状示例 材料圆孔直径b矩形孔短边宽b 高碳钢 1.3t 1.0t 低碳钢、黄铜 1.0t0.7t
铝0.8t0.5t * 高碳钢、低碳钢对应的公司常用材料牌号列表见第7章附录A。 表1冲孔最小尺寸列表 2.3数冲的孔间距与孔边距 零件的冲孔边缘离外形的最小距离随零件与孔的形状不同有一定的限制，见图2.3.1。当冲孔边缘与零件外形边缘不平行时，该最小距离应不小于材料厚度t；平行时，应不小于1.5t。 （图1.4） 图2.3.1 冲裁件孔边距、孔间距示意图 2.4 折弯件或拉深件冲孔时，其孔壁与工件直壁之间应保持一定的距离（图2.4.1） 图2.4.1 折弯件、拉伸件孔壁与工件直壁间的距离 2.5螺钉、螺栓的过孔和沉头座 螺钉、螺栓过孔和沉头座的结构尺寸按下表选取取。对于沉头螺钉的沉头座，如果板材太薄难以同时保证过孔d2和沉孔D，应优先保证过孔d2。
有限元法的基本思想及计算 步骤
有限元法的基本思想及计算步骤 有限元法是把要分析的连续体假想地分割成有限个单元所组成的组合体，简称离散化。这些单元仅在顶角处相互联接，称这些联接点为结点。离散化的组合体与真实弹性体的区别在于：组合体中单元与单元之间的联接除了结点之外再无任何关联。但是这种联接要满足变形协调条件，即不能出现裂缝，也不允许发生重叠。显然，单元之间只能通过结点来传递内力。通过结点来传递的内力称为结点力，作用在结点上的荷载称为结点荷载。当连续体受到外力作用发生变形时，组成它的各个单元也将发生变形，因而各个结点要产生不同程度的位移，这种位移称为结点位移。在有限元中，常以结点位移作为基本未知量。并对每个单元根据分块近似的思想，假设一个简单的函数近似地表示单元内位移的分布规律，再利用力学理论中的变分原理或其他方法，建立结点力与位移之间的力学特性关系，得到一组以结点位移为未知量的代数方程，从而求解结点的位移分量。然后利用插值函数确定单元集合体上的场函数。显然，如果单元满足问题的收敛性要求，那么随着缩小单元的尺寸，增加求解区域内单元的数目，解的近似程度将不断改进，近似解最终将收敛于精确解。 用有限元法求解问题的计算步骤比较繁多，其中最主要的计算步骤为： 1）连续体离散化。首先，应根据连续体的形状选择最能完满地描述连续体形状的单元。常见的单元有：杆单元，梁单元，三角形单元，矩形单元，四边形单元，曲边四边形单元，四面体单元，六面体单元以及曲面六面体单元等等。其次，进行单元划分，单元划分完毕后，要将全部单元和结点按一定顺序编号，每个单元所受的荷载均按静力等效原理移植到结点上，并在位移受约束的结点上根据实际情况设置约束条件。 2）单元分析。所谓单元分析，就是建立各个单元的结点位移和结点力之间的关系式。现以三角形单元为例说明单元分析的过程。如图1所示，三角形有三个结点i，j，m。在平面问题中每个结点有两个位移分量u，v和两个结点力分量F x，F y。三个结点共六个结点位移分量可用列
有限元实验报告模板
有限元实验报告 T1013-5 20100130508 蔡孟迪
ANSYS有限元上机报告（一） 班级:T1013-5 学号:20100130508 姓名:蔡孟迪 上机题目： 图示折板上端固定，右侧受力F=1000N，该力均匀分布在边缘各节点上；板厚t=2mm 材料选用低碳钢，弹性模量E=210Gpa，μ=0.33. 一、有限元分析的目的： 1．利用ANSYS构造实体模型； 2．根据结构的特点及所受载荷的情况，确定所用单元类型；正确剖分网格并施加外界条件；3．绘制结构的应力和变形图，给出最大应力和变形的位置及大小；并确定折板角点Ａ处的应力和位移； 4．研究网格密度对Ａ处角点应力的影响； 5．若在Ａ处可用过渡圆角，研究Ａ处圆角半径对Ａ处角点应力的影响。 二、有限元模型的特点： 1．结构类型 本结构属于平面应力类型 2.单位制选择 本作业选择N（牛），mm（毫米），MPa（兆帕）。 3.建模方法 采用自左向右的实体建模方法。 4.定义单元属性及类型 1）材料属性：弹性模量：EX=2.10E5MPa, 泊松比：PRXY=0.33 2）单元类型：在Preferences选Structural，Preprocessor>ElemmentType>Add/Edit/Delete中定义单元类型为：Quad4 node 182，K3设置为：平面薄板问题（Plane strs w/thk） 3）实常数：薄板的厚度THK=2mm 5.划分网格 在MeshTool下选set,然后设置SIZE Element edge length的值，再用Mesh进行网格划分。6.加载和约束过程：在薄板的最上端施加X、Y方向的固定铰链，在薄板的最右端施加1000N 的均匀布置的载荷。
solidworks进行有限元分析的一般步骤
1.软件形式： ㈠. SolidWorks的内置形式： ◆COSMOSXpress——只有对一些具有简单载荷和支撑类型的零件的静态分析。 ㈡. SolidWorks的插件形式： ◆COSMOSWorks Designer——对零件或装配体的静态分析。 ◆COSMOSWorks Professional——对零件或装配体的静态、热传导、扭曲、频率、掉落测试、优化、疲劳分析。 ◆COSMOSWorks Advanced Professional——在COSMOSWorks Professional的所有功能上增加了非线性和高级动力学分析。 ㈢. 单独发行形式： ◆COSMOS DesignSTAR——功能与COSMOSWorks Advanced Professional相同。 2.使用FEA的一般步骤： FEA=Finite Element Analysis——是一种工程数值分析工具，但不是唯一的数值分析工具！其它的数值分析工具还有：有限差分法、边界元法、有限体积法… ①建立数学模型——有时，需要修改CAD几何模型以满足网格划分的需要， （即从CAD几何体→FEA几何体），共有下列三法： ▲特征消隐：指合并和消除在分析中认为不重要的几何特征，如外圆角、圆边、标志等。▲理想化：理想化是更具有积极意义的工作，如将一个薄壁模型用一个平面来代理（注：如果选中了“使用中面的壳网格”做为“网格类型”，COSMOSWorks会自动地创建曲面几何体）。▲清除：因为用于划分网格的几何模型必须满足比实体模型更高的要求。如模型中的细长面、多重实体、移动实体及其它质量问题会造成网格划分的困难甚至无法划分网格—这时我们可以使用CAD质量检查工具（即SW菜单: Tools→Check…）来检验问题所在，另外含有非常短的边或面、小的特征也必须清除掉（小特征是指其特征尺寸相对于整个模型尺寸非常小！但如果分析的目的是找出圆角附近的应力分布，那么此时非常小的内部圆角应该被保留）。 ②建立有限元模型——即FEA的预处理部分，包括五个步骤： ▲选择网格种类及定义分析类型（共有静态、热传导、频率…等八种类别）——这时将产生一个FEA算例，左侧浏览器中之算例名称之后的括号里是配置名称； ▲添加材料属性: 材料属性通常从材料库中选择，它不并考虑缺陷和表面条件等因素，与几何模型相比，它有更多的不确定性。 ◇右键单击“实体文件夹”并选择“应用材料到所有”——所有零部件将被赋予相同的材料属性。 ◇右键单击“实体文件夹”下的某个具体零件文件夹并选择“应用材料到所有实体”——某个零件的所有实体(多实体)将被赋予指定的材料属性。 ◇右键单击“实体文件夹”下具体零件的某个“Body”并选择“应用材料到实体”——只有
钣金加工工艺
钣金加工工艺 钣金加工工艺培训 ,结构开发部, 2011-7-30 课程内容: 1. 定义 2. 加工流程介绍 3. 加工方法介绍 4. 业界加工能力介绍 钣金加工的定义 钣金加工是针对金属薄板(通常在6MM以下)一种综合冷加工工艺，包括剪切，冲裁，折弯，焊接，铆接，模具成型及表面处理等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。根据加工方式不同，通常分为两类: 1.非模具加工: 通过NCT(数控冲床)，镭射(激光切割机)，数控折弯机床，铆钉机等加工工具对钣金进行加工的工艺方式，一般用于样品制作，成本较高。 2.模具加工: 通过固定的模具，对钣金进行加工，一般有下料模，成型模，主要用于批量生产，成本较低。
常见加工方法介绍: 1. NCT(数控机床)加工 2. 镭射(激光切割)加工 3. 折床加工 4. 钳加工 5. 模具加工 6. 表面处理 7. 钣金连接方式 数控机床加工原理: 数控机床是一种能够适应产品频繁变化的柔性自动化机床，加工过程所需的各种操作和步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代号来表示，通过控制介质(如纸带或磁盘)将数字信息送入专用的或通用的计算器，计算器对输入的信息进行处理和运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或者其它执行组件，使机床自动加工出所需要的工件或产品。 数控机床常见用途:下料，冲网孔，冲凸包，切边，打凸点，压筋，压线，抽孔。(压线，是多种印后加工方式的一种，如烫金、凸凹、压纹、过塑、压线、啤、粘、切等均为印后加工。 一般两条压线之间的最小距离为3mm，但也因加工对象的不同而稍有变化。) 数控机床的加工精度:+/-0.1mm
ANSYS 有限元分析基本流程
第一章实体建模 第一节基本知识 建模在ANSYS系统中包括广义与狭义两层含义，广义模型包括实体模型和在载荷与边界条件下的有限元模型，狭义则仅仅指建立的实体模型与有限元模型。建模的最终目的是获得正确的有限元网格模型，保证网格具有合理的单元形状，单元大小密度分布合理，以便施加边界条件和载荷，保证变形后仍具有合理的单元形状，场量分布描述清晰等。 一、实体造型简介 1．建立实体模型的两种途径 ①利用ANSYS自带的实体建模功能创建实体建模： ②利用ANSYS与其他软件接口导入其他二维或三维软件所建立的实体模型。 2．实体建模的三种方式 (1)自底向上的实体建模 由建立最低图元对象的点到最高图元对象的体，即先定义实体各顶点的关键点，再通过关键点连成线，然后由线组合成面，最后由面组合成体。 (2)自顶向下的实体建模 直接建立最高图元对象，其对应的较低图元面、线和关键点同时被创建。 (3)混合法自底向上和自顶向下的实体建模 可根据个人习惯采用混合法建模，但应该考虑要获得什么样的有限元模型，即在网格划分时采用自由网格划分或映射网格划分。自由网格划分时，实体模型的建立比较1e单，只要所有的面或体能接合成一体就可以：映射网格划分时，平面结构一定要四边形或三边形的面相接而成。 二、ANSYS的坐标系 ANSYS为用户提供了以下几种坐标系，每种都有其特定的用途。 ①全局坐标系与局部坐标系：用于定位几何对象(如节点、关键点等)的空间位置。 ②显示坐标系：定义了列出或显示几何对象的系统。 ③节点坐标系：定义每个节点的自由度方向和节点结果数据的方向。 ④单元坐标系：确定材料特性主轴和单元结果数据的方向。 1．全局坐标系 全局坐标系和局部坐标系是用来定位几何体。在默认状态下，建模操作时使用的坐标系是全局坐标系即笛卡尔坐标系。总体坐标系是一个绝对的参考系。ANSYS提供了4种全局坐标系：笛卡尔坐标系、柱坐标系、球坐标系、Y-柱坐标系。4种全局坐标系有相同的原点，且遵循右手定则，它们的坐标系识别号分别为：0是笛卡尔坐标系(cartesian)，1是柱坐标系 (Cyliadrical)，2是球坐标系(Spherical)，5是Y-柱坐标系(Y-aylindrical)，如图2-1所示。
钣金加工工艺培训资料
钣金加工培训资料 1.钣金加工简介 1.1定义： 钣金至今为止尚未有一个比较完整的定义，根据国外某专业期刊上的一则定义可以将其定义为：钣金是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。其显著的特征就是同一零件厚度一致，对钢板、铝板、铜板等金属板材进行加工。 1.2钣金加工的工艺流程： 对于任何一个钣金件来说,它都有一定的加工过程,也就是所谓的工艺流程.不同结构的钣金件,工艺流程可能也各不相同,结合我司的情况，一般按以下流程： 绘制展开图下料焊接 2.钣金工程识图基本知识 2.1机械制图简介：钣金加工工程图也属于机械制图的范畴，机械制图是用图样确切表示机械的结构形状、 尺寸大小、工作原理和技术要求的学科。图样由图形、符号、文字和数字等组成，是表达设计意图和制造要求以及交流经验的技术文件，常被称为工程界的语言。 在机械制图标准中规定的项目有：图纸幅面及格式、比例、字体和图线等。在图纸幅面及格式中规定了图纸标准幅面的大小和图纸中图框的相应尺寸。比例是指图样中的尺寸长度与机件实际尺寸的比例，除允许用1:1的比例绘图外，只允许用标准中规定的缩小比例和放大比例绘图。在中国，规定汉字必须按长仿宋体书写，字母和数字按规定的结构书写。图线规定有八种规格，如用于绘制可见轮廓线的粗实线、用于绘制不可见轮廓线的虚线、用于绘制轴线和对称中心线的细点划线、用于绘制尺寸线和剖面线的细实线等。 机械图样主要有零件图和装配图，零件图表达零件的形状、大小以及制造和检验零件的技术要求；装配图表达机械中所属各零件与部件间的装配关系和工作原理；表达零件结构形状的图形，常用的有视图、剖视图和剖面图等。 视图是按正投影法即零件向投影面投影得到的图形。按投影方向和相应投影面的位置不同，视图分为主视图、俯视图和左视图等。视图主要用于表达机件的外部形状。图中看不见的轮廓线用虚线表示。零件向投影面投影时，观察者、机件与投影面三者间有两种相对位置。机件位于投影面与观察者之间时称为第一角投影法。投影面位于机件与观察者之间时称为第三角投影法。两种投影法都能同样完善地表达机件的形状。中国国家标准规定采用第一角投影法。 2.2三视图简介 三视图是观测者从三个不同位置观察同一个空间几何体而画出的图形。 将人的视线规定为平行投影线，然后正对着物体看过去，将所见物体的轮廓用正投影法绘制出来该图形称为视图。一个物体有六个视图：从物体的前面向后面投射所得的视图称主视图——能反映物体的前面形状，从物体的上面向下面投射所得的视图称俯视图——能反映物体的上面形状，从物体的左面向右面投射所得的视图称左视图——能反映物体的左面形状，还有其它三个视图不是很常用。三视图就是主视图、俯视图、左视图的总称。 一个视图只能反映物体的一个方位的形状，不能完整反映物体的结构形状。三视图是从三个不同方向对同一个物体进行投射的结果，另外还有如剖面图、半剖面图等做为辅助，基本能完整的表达物体的结构。 三视图的投影规则是： 主视、俯视长对正 主视、左视高平齐 左视、俯视宽相等 2.3识图方法 拿到一张三视图，如何看懂它的空间形状呢？这是一个由平面到空间的过程，钣金图纸相对来说是比较简单的，这里介绍一种看图的基本方法—-形体分析法。所谓形体分析法，就是分析物体是由哪些基本形状组合而成的，逐一找出每个基本形体的投影，想清楚它们的空间形状，再根据基本形体的组合方式和各形体
有限元实验报告
一、实验目的 通过上机对有限元法的基本原理和方法有一个更加直观、深入的理解；通过对本实验所用软件平台Ansys 的初步涉及，为将来在设计和研究中利用该类大型通用CAD/CAE 软件进行工程分析奠定初步基础。 二、实验设备 机械工程软件工具包Ansys 三、实验内容及要求 1) 简支梁如图3.1.1所示，截面为矩形，高度h=200mm ，长度L=1000mm ，厚 度t=10mm 。上边承受均布载荷，集度q=1N/mm2，材料的E=206GPa ，μ=0.29。平面应力模型。 X 方向正应力的弹性力学理论解如下： 图3.1.1 ①在Ansys 软件中用有限元法探索整个梁上x σ，y σ的分布规律。 ②计算下边中点正应力x σ的最大值；对单元网格逐步加密，把x σ的计算值与理论解对比，考察有限元解的收敛性。 ③针对上述力学模型，对比三节点三角形平面单元和4节点四边形平面等参元的求解精度。 2) 一个正方形板，边长L = 1000mm ，中心有一小孔，半径R = 100mm ，左右边 受均布拉伸载荷，面力集度q = 25MPa ，如图 3.2.1所示。材料是 206E GPa =，0.3μ=，为平面应力模型。当边长L 为无限大时，x = 0截面上理论解为： ) 534()4 (6222 23-+-=h y h y q y x L h q x σ
)32(2|44 220r R r R q x x ++==σ 其中R 为圆孔半径，r 为截面上一点距圆心的距离。x = 0截面上孔边（R r =）应力q x 3=σ。所以理论应力集中系数为3.0。 图3.2.1 用四边形单元分析x = 0截面上应力的分布规律和最大值，计算孔边应力集中系数，并与理论解对比。利用对称性条件，取板的四分之一进行有限元建模。 3) 如图3.3.1所示，一个外径为0.5m ，内径为0.2m ，高度为0.4m 的圆筒，圆 筒的外壁施加100MPa 的压强，圆筒的内部约束全部的自由度，材料参数是密度。 使用平面单元，依照轴对称的原理建模分析。 q
钣金基础
一、填空题 1、车身上常用的钢材有低碳钢、高强度钢、超高强度钢和高强度低合金钢。 2、常用的展开做图方法有平行线展开法、放射线展开法和三角线展开法等。 3、求一般位置的线段实长的方法有直角三角形法、直角梯形法、旋转法和换面法等。 4、矫正是指消除金属板材、型材的不平、不直或翘曲等缺陷的工艺。 5、对受到纵向撞击的车辆无论是间接变形还是直接变形，一般不需进行拆卸解体（更换除外），修复时只需要对内部结构件、加强件及支撑件进行牵拉，同时进行就位修复即可。 6、燃烧的三基本要素是：热量（温度）、易燃物（燃料）和氧气。 7、钣金维修中常用的工具有两类：手动工具和动力工具。 8、呼吸器种类有供气式呼吸器、滤筒式呼吸器、焊接用呼吸器和防尘呼吸器。 9、使用吹气枪工作时，压力保持在0.5MPa以下。 10、常用的整形维修方法有敲平法、吸引法、牵引法、惯性锤法。 二、判断题 1、在车身修理中其修复程度由尺寸测量决定。（T） 2、天圆地方构件常用的展开方法是三角线法。（T） 3、拉伸时与修复结构件一样，遵循“拉伸→保持→再拉伸→再保持”的原则，对褶皱和隆起区域进行校正。（T） 4、温度过高作用于车身，致使高碳钢变为低碳钢属于化学性损坏。（T） 5、汽车加工质量不好，属于结构设计上的缺陷。（F） 6、对于汽车车身的任何位置，都可以采用气割的方法切割。（F ） 7、整体式车身本身有助于抑制振动和噪声。（F ） 8、对于车架式车身，负载引起的振动通过车架传到车身，乘坐平稳。（T ） 9、可以采用退火的方法来消除加工硬化。（T） 10、金属所具有的延伸并恢复到原来形状的能力称为塑性变形。（F） 11、受弯曲或加工过部位的金属都会产生加工硬化。（T） 12、车身上的防撞挤压部件在修理中尽量不要进行切割分离。（T） 13、新板件的更换必须在相配合的板件彻底修复后才能进行。（T） 14、车辆制造商建议使用100%的CO2保护气体来焊接车身。（F） 15、直接损伤发生在碰撞点上。（T） 16、最先拉伸最后发生碰撞损坏的点。（T） 17、承载式车身允许误差通常是正负5毫米。（F） 18、所有的车身修复必须全部遵循先里后外的原则。（F） 19、减震塔测量必须在车身底部与上部对正的情况下，进行三维测量。（T） 20、车架式车身在碰撞时主要变形有五种左右弯曲、上下弯曲、扭转变形、扭曲变形和菱 形变形。（F） 三、选择题 1、汽车车身上哪一部分设计是用来吸收碰撞时的冲击能量的。（D） A乘客车厢B发动机组件C凹陷区D碰撞缓冲区 2、在一辆碰撞受损的汽车上，大部分车身金属板件的拉延是发生在（B） A直接损伤区B间接损伤区C碰撞缓冲区D顶盖板件 3、火焰矫正是采用火焰对钢材变形部位进行局部加热的矫正方法。其原理是利用了钢材的（ A ）的特性。PB-99 A.热胀冷缩 B.冷热温差C,收缩变形 D.热胀变形 4、强度是指金属材料在外力作用下抵抗（ C ）的能力。
钣金加工工艺流程(完整资料).doc
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图2.2.1 冲孔形状示例 材料圆孔直径b 矩形孔短边 宽b 高碳钢 1.3t 1.0t 低碳钢、黄铜 1.0t 0.7t 铝0.8t 0.5t * 高碳钢、低碳钢对应的公司常用材料牌号列表见第7章附录A。 表1冲孔最小尺寸列表 2.3数冲的孔间距与孔边距 零件的冲孔边缘离外形的最小距离随零件与孔的形状不同有一定的限制，见图2.3.1。当冲孔边缘与零件外形边缘不平行时，该最小距离应不小于材料厚度t；平行时，应不小于1.5t。
（图1.4） 图2.3.1 冲裁件孔边距、孔间距示意图2.4折弯件及拉深件冲孔时，其孔壁与直壁之间应保持一定的距离 折弯件或拉深件冲孔时，其孔壁与工件直壁之间应保持一定的距离（图2.4.1） 图2.4.1 折弯件、拉伸件孔壁与工件直壁间的距离 2.5螺钉、螺栓的过孔和沉头座 螺钉、螺栓过孔和沉头座的结构尺寸按下表选取取。对于沉头螺钉的沉头座，如果板材太薄难以同时保证过孔d2和沉孔D，应优先保证过孔d2。
ansys实验报告
有限元上机实验报告 姓名柏小娜 学号0901510401
实验一 一 已知条件 简支梁如图所示，截面为矩形，高度h=200mm ，长度L=1000mm ，厚度t=10mm 。上边承受均布载荷，集度q=1N/mm 2，材料的E=206GPa ，μ=0.29。平面应力模型。 X 方向正应力的弹性力学理论解如下： )534()4 (6222 23-+-=h y h y q y x L h q x σ 二 实验目的和要求 （1）在Ansys 软件中用有限元法探索整个梁上x σ，y σ的分布规律。 （2）计算下边中点正应力x σ的最大值；对单元网格逐步加密，把x σ的计算值与理论解对比，考察有限元解的收敛性。 （3）针对上述力学模型，对比三节点三角形平面单元和4节点四边形平面等参元的求解精度。 三 实验过程概述 （1） 定义文件名 （2） 根据要求建立模型：建立长度为1m ，外径为0.2m ，平行四边行区域 （3） 设置单元类型、属性及厚度，选择材料属性： （4） 离散几何模型，进行网格划分 （5） 施加位移约束 （6） 施加载荷 （7） 提交计算求解及后处理 （8） 分析结果 四 实验内容分析 （1）根据计算得到应力云图，分析本简支梁模型应力分布情况和规律。主要考察x σ和y σ，并分析有限元解与理论解的差异。 由图1看出沿X 方向的应力呈带状分布，大小由中间向上下底面递增，上下底面应力方向相反。由图2看出应力大小是由两侧向中间递增的，得到X 方向
上最大应力就在下部中点，为0.1868 MPa 。根据理论公式求的的最大应力值为0.1895MPa 。由结果可知，有限元解与理论值非常接近。由图3看出Y 的方向应力基本相等，应力主要分布在两侧节点处。 图 1 以矩形单元为有限元模型时计算得出的X 方向应力云图 图 2 以矩形单元为有限元模型时计算得出的底线上各点x 方向应力图 （2）对照理论解，对最大应力点的x σ应力收敛过程进行分析。列出各次计算 应力及其误差的表格，绘制误差－计算次数曲线，并进行分析说明。 答：在下边中点位置最大应力理论值为： MPa h y h y q y x L h q x 1895.0)5 34()4(622223=-+-=σ