汽车覆盖件冲压模具有限元分析简易版
汽车壳体件压铸模设计及有限元分析

汽车壳体件压铸模设计及有限元分析姜银方;史德旗;严有琪;来彦玲【摘要】基于Pro/E平台,设计汽车壳体件压铸模,包括分型面、浇注系统、溢流系统.将壳体CAD模型导入到有限元分析软件ProCAST,选择正确的初始条件和边界条件,将各种热物性参数定义给铸件材料,最终实现浇注过程的仿真,进而判断CAD 模型建立的合理性.分析仿真结果可知,由于铸件各部分冷却速度不均匀,在某些地方存在严重的缩松,因此在模具上加工冷却水管道来避免冷却不均匀,很大程度上消除了缩松.运用模具CAD/CAE技术不仅提高了铸件质量,同时缩短了生产周期.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2010(000)004【总页数】5页(P29-33)【关键词】压铸模;CAD/CAE;工艺分析;汽车壳体件【作者】姜银方;史德旗;严有琪;来彦玲【作者单位】江苏大学机械工程学院,江苏,镇江,212013;江苏大学机械工程学院,江苏,镇江,212013;江苏省特检院镇江分院,江苏,镇江,212013;江苏大学机械工程学院,江苏,镇江,212013【正文语种】中文压铸件的好坏与压铸模具的设计和浇注工艺密切相关,两者密不可分。
对于复杂零件而言,结构设计再好的模具由于选取压铸件的材料、浇注温度、模具温度等的不同都会影响铸件的质量。
通常模具设计完之后都直接试模,一旦发现模具的设计与浇铸工艺发生冲突时,如问题较小可以在原有的基础上修整模具;如不能修整,模具可能就直接报废。
这不仅造成经济上的巨大损失,也大大增加了铸件的生产周期[1—2]。
而运用计算机模拟技术,可以在不试模的情况下了解运用该设计下金属在充填型内的流动形态、凝固过程等。
将铸造CAE与CAD结合起来,极大地提高了生产的效率及铸件的质量。
1 零部件压铸模具的整体分析汽车零部件中压铸部件通常为大批量生产,模型如图1所示。
压铸铝合金的材料牌号为:ALSI9CU3。
从制件的工艺性分析:(1)由图1可知,该产品结构较复杂,由于侧抽时有铜镶件嵌件所以抽芯力大,需要采用斜滑块斜导柱抽芯;(2)该产品局部壁厚均匀,但是制件质量要求较高,不允许有欠铸、裂纹、气孔及缩孔现象。
汽车板件冲压连接技术的有限元分析

・
材料 ・ 艺 ・ 备 ・ 工 设
汽车板件 冲压连 接技术 的有 限元分 析 木
杨 小 宁 佟 铮 代 雄 杰 张 复 懿
( 内蒙古 工 业大学 )
【 要】 摘 采用有 限元分析 软件 A S S 基 于弹塑性有 限元理论 建立有限 元模 型 , NY , 对汽车板 件 冲压 连接过程进行
了 模拟 。研 究 了 冲压 连 接模 具 参数 和 不 同板 厚 组 合 方式 对 互 锁 值 c和 颈厚 值 n的影 响规 律 , 给 出 了模 具 参 数 选 用 并 的 一般 范 围及 不 等 厚 板 的 最 佳 组 合 方 式 。试 验 表 明 , 拟 结 果 与试 验结 果 吻 合 较 好 , 明 了 利 用 有 限 元 模 拟 方 法 对 模 证 冲 压连 接 的连 接 效 果 进 行 预 测 是 可 行 的 。
t 2mm t 2mm C mm / l = 2 = / n mm
0. 25 0. 48
S S有 限元分 析 软件对 板 件 冲压 连接 的成 型 过程 进 Y 行模 拟 ,并结 合试 验研 究 分析 了模 具设 计参 数及 不
同板 厚组 合方 式对 互锁 值 和颈 厚值 的影 响规 律 。
smu ae b s g ANS a a y i ot a e i t i a e . h f c s f t e p n h n o d n d e a a tr a d i ltd y u i n YS n l s s f r n h s s w p p r e ef t T e o h u c i g b n i g i p r mee s n dfe e ts e t h c n s o i ain o h n e l c a a tr n e k t i k e s n a e ma n y a ay e , e g n r l i r n h est i k e s c mb n t n t e i tr k p r mee s c a d n c hc n s r i l n l z dt e e a f o o h r n e o i a a tr ee t n a d t e o t lc mb n t n mo e o i ee tt i k e s s e t ae p e e td T e t s a g fd e p r mee s s lc i n h p i o ia i d fdf r n hc n s h es r r s n e . h e t o ma o f s
试析基于有限元分析的汽车覆盖件模具设计方法

试析基于有限元分析的汽车覆盖件模具设计方法摘要:计算机硬件性能和软件设计能力的提高,信息技术的发展特别是弹塑性有限元模拟技术的进步,让CAE技术(计算机辅助工程技术)在汽车工业中获得了广泛地应用,该技术主要以数值模拟技术为核心,它在促进产品设计的不断改进中发挥中了非常重要的作用。
基于有限元分析的汽车覆盖件模具设计不仅具有非常好的设计可靠性,还具有很好的模具设计效率。
关键词:有限元汽车覆盖件模具设计1 有限元有限元有效融合了计算方法、力学理论以及计算机技术等三门学科的理论知识,但是它不是三者的简单相加,而是具有自己理论基础与解题方法的新学科。
有限元特别适合用于解决工程技术问题,因为相对于其他方法具有高效、快速、灵活等优点,因而获得了非常快的发展。
最开始,有限元主要的目的是分析飞机结构中的应力问题,但是随着它逐渐被其他领域所认可,其应用范围已经囊括了生物力学、流体场、固体力学、电磁场、声场以及温度场等诸多领域的数理方程;同时,它的计算机程序基本上可以对数理方程中的所有问题进行求解。
目前,有限元已经成为一种非常通用的解数理方程的数值计算方法。
在进行实际工程技术问题求解的过程中,构建基本方程和确定边界条件不是很苦难,但是因为材料特点、外部荷载以及不规则的几何形状,求解的过程则比较麻烦。
所以,选择求近似解则是比较恰当合理的。
其中有限元方法便是一种应用非常广泛的近似算法。
有限元法将求解区域视为由众多在节点部位连接的较小单元(子域),数学模型会提供基本方程的单元(子域)近似解。
同时,每一个单元(子域)均能够被划分为形状各异、大小不同的区域,因而有限元法对复杂材料特性、边界条件以及几何形状等均有着非常好的适应能力。
更为重要的是,有限元方法背后有着成熟稳定的大型的软件系统作为平台,使其具有高效、快速、灵活等优点,因而获得了非常快的发展。
2 汽车覆盖件成形的模拟及其模具设计汽车覆盖件成形的模拟及其模具设计的大体流程如下:①利用CAD软件对覆盖件进行造型设计→②将vda、iges、stl、fs等格式的文件传入到软件中,利用CAE技术(计算机辅助工程技术)进行如下操作,第一,对修改圆角补充孔、网格、缝隙等进行划分;第二,确定汽车覆盖件的冲压方向,并对模具、设计工艺补充面以及设计压料面等进行确定;第三,布置拉伸筋、明确工艺切口;第四,对拉伸工步以及有关工艺参数进行分析确定;第五,进行有限元模拟,如果成形有缺陷,则再返回第一步重新进行操作,如果成形没有缺陷则进行第③步→③将模具的几何信息以数据文件的形式传入CAM软件当中,同时编制出NC代码用来制造模具。
汽车厚板料件冲压成形的有限元模拟

汽车厚板料件冲压成形的有限元模拟摘要:本文对汽车厚板料件冲压成形进行了有限元模拟。
关键词:厚板料,冲压,有限元目前,我国汽车板料零件设计、制造水平不断提高,薄板料零件冲压成形CAE技术的应用已日趋成熟,但厚板料(厚度大于5mm)冲压成形、失效判定和回弹计算方面还没有一个明确的计算方法和分析思路,厚板料零件冲压成形CAE技术应用也远不如薄板成熟,本文对某汽车厚板料零件冲压成形进行了有限元模拟。
1三维模型的建立本文对某汽车厚板料U形件进行冲压成形分析,其三维模型见图1.1。
图1.1 三维模型2有限元分析2.1分析过程材料为钢板,弹性模量为207000MPa,泊松比为0.31,密度为7.85E-009,材料定义为塑性材料,凸模和凹模定义为刚体。
在成形过程中,施加的是位移,让板料变形。
有限元分析时采用的是壳单元,因为板料厚度小于9mm。
具体过程如下:图2.1 网格划分图2.2 接触的定义2.2应力应变分析图2.3 应力图2.4 应变由应力应变分析知,板料最大应力和最大应变部位都在U形件弯曲部位,这与实际相符。
3 结束语本文对某汽车厚板料U形件的冲压成形进行了有限元模拟,为汽车厚板件CAE提供一定的理论指导。
但本文研究深度不够,有待进一步完善。
参考文献:[1]张宝坤.冲压成型回弹模拟的影响因素[J].汽车工程师.2009(09)[2]富壮.汽车厚板料零件冲压成形分析及回弹计算.汽车工艺与材料.2011(11)[3]李奇涵,张亮等. 汽车后门外板件冲压成形CAE研究[J].长春工业大学学报(自然科学版). 2014(03)[4]徐思寿. 铸造模具中CAE技术的应用与研究[J]. 建材与装饰. 2017(22)[5]蒙敏.模具设计过程中CAE软件的应用[J]. 中国设备工程. 2017(18)赵生莲,攀枝花学院讲师邮编:617000通讯地址:四川省攀枝花学院交通与汽车工程学院联系电话:151****9861基金项目:2014年校级一般项目(2014YB20)。
汽车覆盖件成形的有限元模拟及模具设计

板料成形的有限元模拟主要有三种算法, 即 动 力 显 式( Dy- namic Explicit) 、静 态 隐 式( Static Implicit) 以 及 静 态 显 式( Static Explicit) 算法, 目前应用较多的是前两种算法。有限元分析采用 改进的静态隐式算法, 解决了收敛性差的问题, 使计算时间大大 缩短。
图1 汽车 B 柱
量控制非常困难。因此 B 柱的设计和生产成为汽车车身设计和
制造的一大难点。
综后分析后, 确定 B 柱成形的工艺方案分三道工序, 其中第
一道工序为拉延, 在此工序中通过增加变形区域而获得制件形
状; 第二道工序为修边, 此工序保持和拉延冲压方向一致; 第三道
工序为激光切割, 在制件侧壁及底部有较多的用于安装固定的小
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机械设计与制造 Machinery Design & Manufacture
第4期 2008 年 4 月
文章编号: 1001- 3997( 2008) 04- 0194- 02
汽车覆盖件成形的有限元模拟及模具设计
邢忠文 1 方华松 1 徐伟力 2 ( 1 哈尔滨工业大学 机电工程学院, 哈尔滨 150001) ( 2 宝山钢铁股份有限公司, 上海 201900)
深筋的布置, 获得了覆盖件拉深凹模, 如图 3 所示。
图 3 凹模 凹模设计完毕后, 通过偏移就可以分别获得凸模及压边圈, 最终得到整个模具。至此就可以设定工艺参数, 主要包括冲压方 式( 单动还是 双 动) 、模 具 在 各 个 工 步 的 运 动 关 系 、压 边 力 、摩 擦 系数、板料形状等, 进行成形过程的数值模拟。
3.4.1 创建一条拉深筋线
首先根据凹模入口形状, 取其边界轮廓并生成一条轮廓线, 然后把生成的曲线朝外偏置 25mm, 得到一条偏置线。
有限元数值模拟在汽车覆盖件及其模具中的应用

有限元数值模拟在汽车覆盖件及其模具中的应用汽车覆盖件与模具有效利用有限元数值模拟1、有限元模拟理论有限元法是一种基于有限元技术的有效工程模拟方法,它可以把工程中的任何确定系统表达为一个有限元网,对整体系统力学进行模拟分析。
当计算的网的大小是很大的时候,有限元技术可以把采用的解运算时间和所需要的内存资源减少了非常多,可以大大提高解算机的性能和可靠性。
2、汽车覆盖件与模具有限元应用汽车覆盖件是承载力和装入效率的重要要素,而模具是汽车覆盖件工业化制造的重要部件。
汽车覆盖件与模具的有限元模拟,可以模拟出它们的力学性能、热传导性能及流体传质等特性,及时发现新的问题、优化设计、提高安全性和可靠性,减少实验成本。
3、汽车覆盖件有限元应用的优势(1)首先,有限元模拟技术可以明确汽车覆盖件形状及特征尺寸,有助于提高鲁棒性。
(2)其次,有限元模拟可以进行项目仿真分析,改善项目的复杂性、提高安全性和可靠性,明确加工参数,提高加工质量。
(3)再次,有限元模拟可以优化模具设计,改善汽车覆盖件加工工序,降低生产成本。
4、汽车覆盖件有限元技术的不足(1)由于不同系统模型复杂,模型建立会比较困难,且受到有限元理论技术发展水平、模拟计算机软硬件能力及工程师经验等方面的影响,计算结果不一定比传统数学方法更佳。
(2)此外,尽管可以对多体系统进行模拟,但较易模拟大型动力系统的受力平衡问题,而较难模拟小型动力系统的位移运动问题。
总之,汽车覆盖件与模具有限元数字模拟工艺在模具设计和制造中得到了广泛的应用,形成了一个高效的汽车覆盖件制造和加工流程。
未来,这种模拟技术将进一步拓展,并将继续改善汽车覆盖件与模具制造、优化设计及提高加工质量,为国内外汽车覆盖件行业发展做出重要贡献。
有限元分析法在汽车后备箱盖冲压成形中的应用

有限元分析法在汽车后备箱盖冲压成形中的应用苏芳【摘要】针对大尺寸薄板类汽车覆盖件后备箱盖的三维模型,划分了合理有效的有限元网格,确定了拉伸方向,设计了压料面及工艺补充面.采用专业数值模拟软件对汽车后备箱盖的冲压过程进行了模拟,模拟结果反映的缺陷及其发生区域同实际情况相符,通过分析缺陷产生的原因,提供了优化变量的选取准则.具体以避免制件的起皱及过度减薄、开裂为评价指标,建立了汽车后备箱盖成形过程中优化目标,对汽车后备箱盖冲压成形工艺进行了优化分析.着重分析了拉伸筋阻力、摩擦系数、压边力对制件成形质量的影响,获得了最佳成形工艺参数.研究为大尺寸薄板类汽车覆盖件成形中的质量控制提供了科学依据.【期刊名称】《模具制造》【年(卷),期】2015(015)008【总页数】5页(P25-29)【关键词】汽车后备箱盖;冲压成形;数值模拟;工艺优化【作者】苏芳【作者单位】福建信息职业技术学院机电工程系福建福州 350003【正文语种】中文【中图分类】TG385.2随着有限元仿真模拟技术的不断发展和完善,汽车覆盖件使用有限元工具对冲压成形进行分析的情况越来越普遍。
汽车覆盖件冲压成形仿真给冲压工艺带来的好处很多,在制件设计阶段可以通过有限元模拟仿真评价覆盖件的模具设计及加工工艺是否可行;在制件试制阶段可以对产生的问题进行分析和解决;在制件大批量生产阶段可以对制件长期表现出的不足进行研究和改善,也可以通过仿真分析适当降低材料级别,减少成本。
因此,全球大多数汽车制造商都拥有覆盖件冲压成形有限元分析系统。
汽车覆盖件冲压成形是一种复杂的力学过程,它既是包括几何非线性、材料非线性、接触非线性的问题,也是一个小应变、大变形的问题,采用有限元变形理论能够正确地描述其变形特点。
有限元方法的基本思想是将结构进行有限元离散化,用有限个容易分析的单元来表示复杂的工程结构,各单元之间通过有限元节点相互连接,根据有限元基本理论建立有限元总体平衡方程,然后求解。
汽车覆盖件冲压模具有限元分析

汽车覆盖件冲压模具有限元分析汽车覆盖件冲压模具是汽车制造业中的主要设备之一,在汽车制造业中冲压模具的设计具有十分重要的作用。
本文主要对汽车覆盖件冲压模具的结构进行了分析并且在此基础上提出了自己的见解。
在经济不断发展的今天,汽车行业具有广阔的发展前景,同时也面临着严峻的考验。
一方面,现在的人们对汽车的要求越来越高,不仅要求汽车的质量和性能不断提高,同时对汽车的外观、安全以及环保等方面也有要求;另一方面,随着越来越多的汽车制造业的出现,市场竞争变的越来越激烈,各个国家的政府也对汽车尾气排放量等汽车污染物进行了严格的规定。
现在,对于汽车的改进,大部分都体现在汽车车身上的变化,所以说要对汽车覆盖件模具进行设计,汽车覆盖件模具的制造大约占据整个汽车制造周期的70%左右,而且生产成本也占据汽车制造总成本的70%以上。
汽车覆盖件冲压模具的设计特点和制造特点汽车覆盖件冲压模具的设计特点一般包括四个方面,首先,对于冲压模具的结构尺寸方面,结构尺寸大。
汽车模具覆盖件本身的尺寸就要求比较大,另外,覆盖件冲模的制件定位、上下模的导向、模具的安装结构、模具的起吊和旋转以及运输装置等都需要加大冲模的结构尺寸。
其次,基础件为框架结构。
为了减轻模具的重量并且提高模具的制造工艺,目前大多数的模具一般设计成中间是立筋连接上下两层是由两块板状物构成的水平的框架的结构。
再次,关于汽车覆盖件冲压模具的标准化程度方面,标准化程度要求比较低。
大多数的冲模设计的标准化程度和标准件的选用量会比覆盖件冲模大,像一般的冲孔模可以全部选用标准件装配而成。
最后,关于汽车覆盖件冲压模具的材料质量要求方面,模具的材料质量要求相对来说要求比较低。
像凹模、压边圈等寿命为40万次以下的覆盖件拉延模的工作零件来说,使用强度高一点的铸铁就可以,一般冲模的工作零件为工具钢。
汽车覆盖件冲压模具的制造特点包括五个方面,第一,汽车覆盖件冲压模具生产准备的重点是冲模基础零件和工作零件的毛坯,一般它们都是单间生产并且是铸件的,毛坯准备的关键就是铸造模型的制造。
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A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object
And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing.
编订:XXXXXXXX
20XX年XX月XX日
汽车覆盖件冲压模具有限
元分析简易版
汽车覆盖件冲压模具有限元分析简
易版
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汽车覆盖件冲压模具是汽车制造业中的主
要设备之一,在汽车制造业中冲压模具的设计
具有十分重要的作用。
本文主要对汽车覆盖件
冲压模具的结构进行了分析并且在此基础上提
出了自己的见解。
在经济不断发展的今天,汽车行业具有广
阔的发展前景,同时也面临着严峻的考验。
一
方面,现在的人们对汽车的要求越来越高,不
仅要求汽车的质量和性能不断提高,同时对汽
车的外观、安全以及环保等方面也有要求;另
一方面,随着越来越多的汽车制造业的出现,
市场竞争变的越来越激烈,各个国家的政府也对汽车尾气排放量等汽车污染物进行了严格的规定。
现在,对于汽车的改进,大部分都体现在汽车车身上的变化,所以说要对汽车覆盖件模具进行设计,汽车覆盖件模具的制造大约占据整个汽车制造周期的70%左右,而且生产成本也占据汽车制造总成本的70%以上。
汽车覆盖件冲压模具的设计特点和制造特点
汽车覆盖件冲压模具的设计特点一般包括四个方面,首先,对于冲压模具的结构尺寸方面,结构尺寸大。
汽车模具覆盖件本身的尺寸就要求比较大,另外,覆盖件冲模的制件定位、上下模的导向、模具的安装结构、模具的起吊和旋转以及运输装置等都需要加大冲模的
结构尺寸。
其次,基础件为框架结构。
为了减轻模具的重量并且提高模具的制造工艺,目前大多数的模具一般设计成中间是立筋连接上下两层是由两块板状物构成的水平的框架的结构。
再次,关于汽车覆盖件冲压模具的标准化程度方面,标准化程度要求比较低。
大多数的冲模设计的标准化程度和标准件的选用量会比覆盖件冲模大,像一般的冲孔模可以全部选用标准件装配而成。
最后,关于汽车覆盖件冲压模具的材料质量要求方面,模具的材料质量要求相对来说要求比较低。
像凹模、压边圈等寿命为40万次以下的覆盖件拉延模的工作零件来说,使用强度高一点的铸铁就可以,一般冲模的工作零件为工具钢。
汽车覆盖件冲压模具的制造特点包括五个
方面,第一,汽车覆盖件冲压模具生产准备的重点是冲模基础零件和工作零件的毛坯,一般它们都是单间生产并且是铸件的,毛坯准备的关键就是铸造模型的制造。
第二,因为汽车覆盖件冲压模具的轮廓尺寸比较大,一般会需要大型的机械加工设备,比较常见的有龙门刨床、龙门铣床、龙门数控铣床、多轴数控铣床等,为了模具的调试还会需要大型的试模压力机。
第三,工作零件型面的加工是汽车覆盖件冲模制造工艺的重点,这些零件主要是由三维曲面组成的组合面,所以加工会比较空难,并且不容易保证零件的精度,因此提高模具精度和缩短制造周期的关键就是提高数控加工的精度。
第四,覆盖件冲模的装配和试压调整是极为重要的制造工序过程。
试压调整所占整个设
计制造工时的比例很大。
随着技术进步和机械加工精度的提高,调试周期将逐渐缩短。
第五,一个覆盖件一般需要两套以上的冲模,而各套冲模的制造顺序是受到工艺验证需要制约的。
常规的制造顺序是首先制造拉延模,然后依次是各类成形模,修冲模。
模具的结构分析
在新技术新材料的应用下,我们要时刻关注覆盖件冲压模具的受力和变形问题,一般早板料的形成过程中应该保持冲头的速度为0.1-1m/s,一般板料的形成过程主要包括以下几个部分:第一,提取模具的几何信息,主要包括模具的型面和三维立体结构数据的采取;第二,冲压的模拟和有限元的预处理分析,这一过程主要是对网络进行划分处理,冲压模拟程
序接受划分好的网格,并且再次基础上再次对网格进行体网格的划分,便于以后的结构分析使用;第三,对冲压过程进行模拟,通过PAM STAMP 2G模拟冲压过程获取整个冲压过程中关键时刻板料对于模具的作用力,获取节力点的数据文件;第四。
对接力点载荷的施加;第五,对冲压模具的有限元分析和求解,我们通过节点位移和节点力荷载的模型可以对每一时刻的模型进行分析求解。
通过冲压模拟过程,我们可以得到冲压过程中模具的受力情况和变形情况,并从中得到模具在冲压过程中的受力和变形规律,在拉延的开始阶段,一般都是首先和板料相互接触的部件的节点位移的应力比较大,在拉延的整个过程中,随着拉延的继续进行,模面的外圆角部位和交接处的节点的位
移等处的效应力在逐渐的增加,直到拉延结束,才会停止。
对于新车型的开发研究成本非常的高,会消耗上亿元的资金,因此,对于汽车制造业来说,如何降低覆盖件冲压模具的价格是至关重要的,关系到企业的未来发展。
企业在制造汽车覆盖件冲压模具的过程中,最重要的一步就是利用冲压模拟软件模拟冲压过程得到板料对模具所施加的作用力,把模拟所得到的作用力在施加到冲压模具有限元模型上进行分析和优化。
汽车制造业只有牢牢把握先进的冲压模具的设计制造才能在如此激烈的竞争中占据一席之地,取得利益。
该位置可填写公司名或者个人品牌名
Company name or personal brand name can be filled in this position。