汽车骨架零件的数值模拟及人机界面架构设计
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摘要
金属成形数值模拟是金属塑性加工领域的热门课题之一，在工业中发挥着巨大的作用。
本文运用非线性有限元软件ANSYS／LS-DYNA对汽车落地骨架零件进行了冲压成形的数值模拟，得出了毛坯外形，预测了成形过程中板料壁厚变化和可能出现的起皱、破裂现象，通过回弹模拟，预测了回弹趋势，获得了该类零件成形所需要的工艺参数，对实际生产具有一定的指导作用。
本文还以软件工程的开发模式为依据，结合MVC模式的软件架构设计思想，对SGI工作站下的板成形专用有限元软件包SHEET-FORMING前处理器的微机移植作了人机界面的软件架构设计。
The numerical simulation technology of metal forming is one of the pop domain in metal plastic forming, play a great effect in industry.
In this paper, by using non-linear finite element software, ANSYS/LS-DYNA, simulate a forming of auto fall to ground skeleton part, get the contour of the semi-finished product, forecast the change of the blank thickness and the probable wrinkling, cracking, and from the simulation of the spring-back, obtain the spring-back tendency. So, get technology parameters, which are inextricable to forming production. All these will pose great significant to production in theory and reality.
Also in this paper, abide by the software engineer develop model, combining with the software frame thinking of MVC model, give the design model of the pre-processing transplanting which from SGI workstation to personal computer of the SHEET-FORMING, a non-linear finite element analysis software.
本文运用非线性有限元软件ANSYS／LS-DYNA对汽车落地骨架零件进行了冲压成形的数值模拟，得出了毛坯外形，预测了成形过程中板料壁厚变化和可能出现的起皱、破裂现象，通过回弹模拟，预测了回弹趋势，获得了该类零件成形所需要的工艺参数，对实际生产具有一定的指导作用。
本文还以软件工程的开发模式为依据，结合MVC模式的软件架构设计思想，对SGI工作站下的板成形专用有限元软件包SHEET-FORMING前处理器的微机移植作了人机界面的软件架构设计。
The numerical simulation technology of metal forming is one of the pop domain in metal plastic forming, play a great effect in industry.
In this paper, by using non-linear finite element software, ANSYS/LS-DYNA, simulate a forming of auto fall to ground skeleton part, get the contour of the semi-finished product, forecast the change of the blank thickness and the probable wrinkling, cracking, and from the simulation of the spring-back, obtain the spring-back tendency. So, get technology parameters, which are inextricable to forming production. All these will pose great significant to production in theory and reality.
Also in this paper, abide by the software engineer develop model, combining with the software frame thinking of MVC model, give the design model of the pre-processing transplanting which from SGI workstation to personal computer of the SHEET-FORMING, a non-linear finite element analysis software.
引文
[01] 钟志华，李光耀．薄板冲压成形过程的计算机仿真与应用．北京：北京理工大学出版社，1998
[02] 谢水生，王祖唐．金属塑性成形工步的有限元数值模拟．北京：冶金工业出版社，1997
[03] 梁炳文，陈孝戴，王志恒．板金成形性能．北京：机械工业出版社，1999
[04] 李硕本，李春峰，郭斌．冲压工艺理论与新技术．北京：机械工业出版社，2002
[05] 彭颖红．金属塑性成形仿真技术．上海：上海交通大学出版社，1999
[06] 卢险峰．冲压工艺模具学．北京：机械工业出版社，1999
[07] 王瑁成．有限单元法．北京：清华大学出版社，2003
[08] 崔令江．汽车覆盖件冲压成形技术．北京：机械工业出版社，2003
[09] 现代模具技术编委会．汽车覆盖件模具设计与制造．北京：国防工业出版社，1998
[10] ANSYS／LS-DYNA中国技术支持中心．ANSYS／LS-DYNA算法基础和使用方法．北京：北京理工大学出版社，1999
[11] 赵海鸥．LS-DYNA动力分析指南．北京．兵器工业出版社，2003
[12] 罗仕鉴，朱上上，孙守迁．人机界面设计．北京：机械工业出版社，2002
[13] 万建成，卢雷．软件体系结构的组成、原理与应用．北京：科学出版社，2002
[14] 郑人杰，殷人昆，陶永雷．实用软件工程．北京：清华大学出版社，2001
[15] 谭浩强．C程序设计．北京：清华大学出版社，1998
[16] 钱能．C++程序设计教程．北京：清华大学出版社，1999
[17] 乔林，费广正．C++BUILDER技术内幕．北京：中国铁道出版社，2000
[18] 李靖谊，陈炳发，王静秋等．交互式计算机图形学．北京：航空工业出版社，2000
[19] R. M. McMeeking & J. R. Rice. Finite Element Formulation for Problems of Large Elastic-plastic Deformation, International Journal of Solids Structures, 1975, Vol. 11, 601～616
[20] Barlat Fetal. A six component yield function for anisotropic materials. Int. J. Plas. 1991, 7(7), 693～712
[21] R V. Marcal & I. P. King, Elastic-plastic Analysis of Two-dimentional Systems by the Finite Element Method. International Journal of Mechanical Science, 1967, Vol. 9, 143～155
[22] H. D. Hibbitt et al. A Finite Element Formulation for Problems of Large Strain and Large Displacement, International Journal of Solids Structures, 1970, Vol. 6, 1069～1080
[23] Hill, R. H. Some Basic Principle in Mechanics of solids without a natural times, J. Of Mech. Phys. Solids, Vol. 7, 1959, 209～230
[24] Chou Chetal. Analysis of sheet metal forming operations by a stress resultant constitutive law. Int. J. Number Methods Eng., 1994, 37(5), 717～735
[25] 徐丙坤，施法中．板料冲压成形数值模拟中等效拉延筋模型的建立与实现．锻压技术，2000年，第6期，24～27
[76] 罗亚军，杨曦，何丹农等．板料成形中的有限元数值模拟技术．金属成形工艺，2000年，第18卷，第6期，1～3
[27] 王圣平．汽车覆盖件成形数值模拟研究．塑性工程学报，1996年，第3卷，第2期，41～48
[28] 陈中奎，施法中．板料冲压成形过程有限元分析中的接触搜索算法．塑性工程学报，2000年，第7卷，第2期，44～47
[29] 张海明，董湘怀，李志刚．板料成形模拟中压边力处理的研究．金属成形工艺，2001年，第9卷，第5期，8～10
[30] 孙杰，袁国定，陈炜等．冲压成形仿真过程中有限元网格模型的建立．模具工业，2003年，第6期，3～6
[31] 董其伍，刘启玉，刘敏珊．CAE技术回顾与展望．计算机工程与应用，2002年，第14期，82～84
[32] 钟志华，李光耀．冲压成形CAE技术中接触摩擦计算的新方法．机械工程学报，2001年，第37卷，第2期，33～37
[33] 胡轶敏，林忠钦，徐伟力等．车身覆盖件冲压成形动态仿真的研究进展．力学进展，2000年，第30卷，第2期
[34] 王瑞，陈海霞，王广峰．ANSYS有限元网格划分浅析．天津工业大学学报，2002年，第21卷，第4期，8～11
[35] 陈关龙，董洪智，杨庆华等．车身覆盖件冲压成形动态仿真的几何建模技术．机械设计研究，1999年，第2期，39～42
[36] 倪向贵，邵鹏飞，王秀喜，林巨广．汽车覆盖件成形过程数值模拟技术研究进展．金属成形工艺，1999，第17卷，第6期，1～3
[37] 李水乡，袁明武．有限元软件向MS-WINDOWS平台的移植．计算机辅助工程，1997年，第2卷，第2期，65～68
[38] 陈磊．金属板材深冲成形过程的有限元模拟．大连理工大学硕士学位论文，2003．12～17
[39] 徐峰．金属薄板成形数值模拟研究．南京航空航天大学硕士学位论文，2000．8～16
[40] 李靖谊．高压橡皮成形工艺研究资料．南京航空航天大学成形仿真研究室．2000
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[34] 王瑞，陈海霞，王广峰．ANSYS有限元网格划分浅析．天津工业大学学报，2002年，第21卷，第4期，8～11
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