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汽車保險杠鋁成型組件有限元分析及工藝優(yōu)化 指導老師 許文娟答辯人 馬關(guān)益 機電工程學院車輛工程專業(yè)2013級B13141班 論文摘要 近年來 隨著環(huán)境污染 能源枯竭等問題的日趨嚴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 鋁合金板材作為一種低密度 高強度 可塑性強的金屬材料 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 還嚴重制約了鋁合金板材在汽車制造中的使用 本文將利用有限元分析軟件ANSYSWorkbench對汽車保險杠中鋁成型組件的沖壓成型進行分析研究 找出導致其出現(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)有的沖壓工藝進行合理優(yōu)化 達到提高成品率的目的 有限元分析 工藝優(yōu)化 鋁成型 目錄 課題背景內(nèi)容 汽車保險杠鋁成型組件工藝優(yōu)化的科學意義 汽車保險杠是汽車上一個重要的結(jié)構(gòu)部件 承受著汽車碰撞時的巨大沖擊力 對汽車的安全性起著至關(guān)重要的作用 其中 保險杠結(jié)構(gòu)中的部分組件采用鋁合金板材沖壓成型 而在成型過程中極易出現(xiàn)起皺 破裂 變形不足和回彈等質(zhì)量問題 若能通過合理的工藝優(yōu)化 解決此類質(zhì)量問題 那么不僅能使車身輕量化的研究更進一步 對于眾多汽車廠商來說 還能大大節(jié)約成本 提高運營利潤 對汽車領(lǐng)域來說 能促進車身輕量化的研究 對企業(yè)工廠來說 能大大節(jié)約成本 提高運營利潤 主要理論 此課題的研究除了需要運用ANSYSWorkbench以及CATIA等軟件工具外 在材料成型方面 還需要用到以下理論 研究思路及過程 01 03 02 04 05 06 學習軟件 模型創(chuàng)建 驗證結(jié)果 提出建議 研究過程 模型創(chuàng)建 該課題研究的首要前提 是必須建立相應的三維數(shù)模 結(jié)合課題的具體內(nèi)容知 需要建立的模型包括產(chǎn)品模型和模具模型 包含上下模 本次采用的建模工具為CATIA 建模結(jié)果如下 該課題的重點內(nèi)容之一是有限元分析仿真 對于該零件的成型過程 本次研究采用非線性靜力分析過程求解 非線性靜力分析的過程較為復雜 但主要可以概括為以下幾個步驟 要點 與設(shè)計新工藝相比 對現(xiàn)有的工藝進行優(yōu)化猶如雙刃劍 若優(yōu)化合理 就能大大降低工藝成本 節(jié)約人力物力 為企業(yè)帶來巨大利潤 反之 不僅達不到預期效果 而且還會對正常生產(chǎn)計劃產(chǎn)生干擾 影響產(chǎn)能輸出 使企業(yè)蒙受損失 工藝優(yōu)化有諸多注意事項 對于本課題 結(jié)合企業(yè)的實際情況 在優(yōu)化的過程中需要考慮以下幾點 優(yōu)化結(jié)果對產(chǎn)品的影響優(yōu)化結(jié)果對產(chǎn)能的影響優(yōu)化成本的投入 研究結(jié)果及實驗數(shù)據(jù) 應力 位移 應變 以下數(shù)據(jù)均由具體實驗記錄所得 真實有效 其優(yōu)化內(nèi)容包含工藝參數(shù)優(yōu)化和潤滑方式優(yōu)化 優(yōu)化前 優(yōu)化前 數(shù)據(jù)特點 分析結(jié)論 結(jié)論一 結(jié)論二 工藝參數(shù)及潤滑方式對產(chǎn)品的成型效果有較大影響 合理的工藝參數(shù)及良好的潤滑條件有助于提高產(chǎn)品合格率 除工藝參數(shù)及潤滑方式外 還存在其他因素影響產(chǎn)品質(zhì)量 當前合格率還有很大的提升空間 感謝各位老師和專家耐心聆聽 指導老師 許文娟答辯人 馬關(guān)益