基于ABAQUS软件的等效拉深筋模型开发及应用

发布时间：2017-07-14 09:10

  本文关键词：基于ABAQUS软件的等效拉深筋模型开发及应用

  更多相关文章： 二次开发 子程序 等效拉深筋模型 盒形件

【摘要】：在汽车、航空、家电行业中,薄板冲压成形类零件的应用日益广泛。拉深筋是板材冲压成形模具中的重要组成部分。采用有限元模型的方法对拉深筋进行研究时,由于拉深筋尺寸小,结构复杂的特点,采用真实拉深筋结构建模需划分细小单元,这会增加数值求解困难,因此常采用等效拉深筋模型来代替真实拉深筋,使问题求解得以简化。鉴于已有的等效拉深筋模型不能反映板材过真实拉深筋后的变形状态及材料性能变化。本文建立了既考虑拉深筋阻力又考虑累计应变与材料力学性能变化的等效拉深筋模型。以ABAQUS软件为平台,建立等效拉深筋刚性面,通过增大其与板材之间的局部摩擦系数,达到施加拉深筋约束阻力的效果;通过二次开发,用FORTRAN语言编写了包含两种材料模型的UMAT子程序、URDFIL子程序以及接触判断程序段,三者结合使用改变了材料力学性能。通过单个板单元的单向拉伸模拟研究,验证了UMAT子程序的正确性;通过板材过刚性面的拉伸模拟分析,验证了材料力学性能改变子程序的正确性。综合上述子程序开发了等效拉深筋模型,并通过与真实单元拉深筋模型进行对比,对等效拉深筋模型进行了修正。利用最终建立的等效拉深筋模型对盒形件拉深成形进行了数值模拟,对比盒形件拉深的实验结果,验证了所建立等效拉深筋模型的有效性。
【关键词】：二次开发 子程序 等效拉深筋模型 盒形件
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG386
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 引言10-11
• 1.2 等效拉深筋模型研究的国内外现状11-14
• 1.2.1 大型商用有限元软件中的等效拉深筋模型11-12
• 1.2.2 等效拉深筋模型的发展与完善12-14
• 1.3 基于用户子程序的ABAQUS二次开发研究14-15
• 1.4 课题来源及主要研究内容15-17
• 第2章 等效拉深筋模型的建立17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 典型的等效拉深筋建模方法17-18
• 2.3 基于ABAQUS建立等效拉深筋模型18-27
• 2.3.1 在ABAQUS中建立等效拉深筋模型的原理18-19
• 2.3.2 等效拉深筋模型中拉深筋约束阻力的处理19-20
• 2.3.3 在等效拉深筋模型中实现材料力学性能改变20-27
• 2.3.3.1 ABAQUS中的用户材料子程序UMAT20-22
• 2.3.3.2 ABAQUS中读取fil文件子程序URDFIL22-24
• 2.3.3.3 板材单元与拉深筋的接触判断24-25
• 2.3.3.4 板材力学性能的改变25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 子程序验证及等效拉深筋模型的开发28-43
• 3.1 引言28
• 3.2 UMAT子程序的验证28-31
• 3.3 材料力学性能改变子程序的验证31-35
• 3.4 等效拉深筋模型的开发与修正35-42
• 3.4.1 单元拉深筋的数值模拟分析35-36
• 3.4.2 等效拉深筋模型的开发36-37
• 3.4.3 两种模型计算结果对比分析37-38
• 3.4.4 等效拉深筋模型的修正38-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 等效拉深筋模型在盒形件拉深中的应用43-58
• 4.1 引言43
• 4.2 盒形件拉深成形的数值模拟43-50
• 4.2.1 盒形件拉深成形有限元模型的建立43-44
• 4.2.2 盒形件拉深成形模拟结果分析44-45
• 4.2.3 等效拉深筋模型应用于盒形件拉深成形45-47
• 4.2.4 应用等效拉深筋模型的计算结果分析47-50
• 4.3 盒形件拉深的实验研究50-56
• 4.3.1 实验材料、润滑及毛坯形状50
• 4.3.2 实验装置及模具50
• 4.3.3 实验方案50-52
• 4.3.4 压边力的控制52-53
• 4.3.5 盒形件拉深成形实验结果分析53-56
• 4.4 本章小结56-58
• 结论58-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果63-64
• 致谢64

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本文编号：540473