冲压成形数值模拟在铁路货车制造中的应用研究

论文摘要

本文研究了冲压成形数值模拟在铁路货车制造中的应用。在冲压数值模拟中论述了有关力学模型、材料、接触、单元等方面的理论。本文所有的冲压成形数值模拟工作均采用了以非线性显式算法为基础的DYNAFORM/LS-DYNA软件包实施完成。本文主要以铁路货车产品中的几个典型冲压成形件的数值模拟为例进行研究。第一,通过对棚车侧板冲压成形数值模拟研究实现了冲压成形模拟技术在优化冲压工艺方案中的成功应用,大型的模具制造成本非常高,对于不同的工艺方案不可能用实模方法逐一论证,通过数值模拟方法可以在计算机上真实地再现不同的方案结果。第二,通过对手轮翻边成形的数值模拟研究实现了模拟技术在产品工艺性审查中的成功应用,其中FLD曲线是判断工件顺利成形的主要手段。第三,通过弹簧盒的多步成形的数值模拟研究实现了模拟技术可以顺利完成多步成形的模拟计算并可以在拉深材料优选中起到作用。本文还介绍了Pro/E和数值模拟软件DYNAFORM在并行工程中的应用,并对下侧门成形模具进行了设计制造。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 冲压成形数值模拟技术的发展
• 1.2 冲压成形数值模拟技术在铁路货车中的应用
• 1.3 课题的研究内容
• 1.4 课题研究的意义
• 本章小结
• 第二章 数值模拟相关理论基础
• 2.1 成形分析的理论基础
• 2.2 弹塑性本构方程
• 2.3 显式算法
• 2.4 接触判断算法
• 2.5 板壳有限元理论
• 本章小结
• 第三章 冲压成形数值模拟系统及其应用
• 3.1 概述
• 3.2 冲压成形数值模拟系统的主要特点
• 3.3 冲压成形数值模拟系统功能模块
• 3.4 成形参数对成形性能的影响
• 3.5 成形参数对成形性能影响的数值模拟研究
• 本章小结
• 第四章 货车典型冲压件的数值模拟研究
• 4.1 棚车侧板工艺优化研究
• 4.2 翻边成形数值模拟研究
• 4.3 多工步拉深成形模拟研究
• 本章小结
• 第五章 铁路货车成形模具的设计与制造
• 5.1 概述
• 5.2 成形模具的设计
• 5.3 成形模具设计的软件环境
• 5.4 基于并行工程的模具设计
• 5.5 敞车下侧门压形模具整体结构设计
• 5.7 敞车下侧门压形模具制造
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 工程硕士研究生简历
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢