钛网板冲压成形数值模拟分析

发布时间：2017-09-15 22:08

  本文关键词：钛网板冲压成形数值模拟分析

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【摘要】：本课题来源于河北省卫生厅重点科技研究计划项目《钛网板颅骨修复体的多点成形制备及其临床应用研究》(项目编号:20090012)以及河北省自然科学基金项目《缺损面颅骨修复体复杂曲面建模算法及其冲压模具设计方法》(项目编号:E2015203002)。在本文研究中,以颅骨修复体作为研究对象,对钛网板的冲压成形过程进行了探讨,为了防止钛网板在冲压成形过程中出现拉裂和起皱缺陷,首先通过使用有限元数值模拟仿真技术得到了成形工艺参数的最佳组合方案,并根据最佳方案在实验室进行了冲压成形实验,获得了成形质量符合要求的颅骨修复体。在本文研究中,首先通过CT扫描图在CATIA软件中采用逆向建模方法创建了颅骨修复体的CAD模型,然后使用HYPERMESH和DYNAFORM软件构建了修复体的CAE模型。研究中,为了使用较少次数的仿真试验获得最佳的成形工艺参数组合,本文研究采用了正交试验法对仿真试验方案进行预先设计,随后根据所设计的仿真方案通过LS-DYNA软件对CAE模型进行求解计算。通过分析正交试验的计算结果得到了最佳的压边力、模具间隙和摩擦系数的工艺参数组合。最后根据有限元数值模拟得到的最佳工艺参数组合进行了冲压成形实验,得到了成形质量能够满足使用要求的颅骨修复体。
【关键词】：颅骨修复体 板材成形 有限元数值模拟技术 正交试验法 压边力
【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】：R651.1;R318.08
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-11
• 1.2 国内外发展现状11-14
• 1.2.1 国外发展现状11-13
• 1.2.2 国内发展现状13-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 第2章 板材成形数值模拟理论15-28
• 2.1 材料本构关系15-18
• 2.1.1 屈服准则15-17
• 2.1.2 流动准则17
• 2.1.3 强化准则17-18
• 2.2 板材成形的材料模型18-20
• 2.3 有限元数值模拟求解算法20-21
• 2.4 接触处理21-23
• 2.4.1 接触的搜索22
• 2.4.2 接触力的计算22-23
• 2.5 摩擦处理23-24
• 2.6 单元类型24-25
• 2.7 压边力25-26
• 2.8 板材冲压成形缺陷26-27
• 2.9 本章小结27-28
• 第3章 颅骨修复体有限元模型的建立28-36
• 3.1 建立修复体CAD模型28-32
• 3.2 建立修复体CAE模型32-35
• 3.2.1 网格密度的控制32-34
• 3.2.2 单元类型的选择34
• 3.2.3 材料模型的选择34-35
• 3.3 本章小结35-36
• 第4章 修复体成形数值模拟分析36-55
• 4.1 DYNAFORM软件介绍36-38
• 4.2 分析设置38
• 4.3 建立凸模和压边圈有限元模型38-39
• 4.4 检查边界及法向39
• 4.5 选择拉延方式39-40
• 4.6 成形数值模拟参数设置40-41
• 4.7 成形模拟仿真41-43
• 4.8 正交试验法介绍43-46
• 4.8.1 正交试验法的原理和特点43
• 4.8.2 正交表43-44
• 4.8.3 正交试验结果分析44-46
• 4.9 数值模拟方案46-49
• 4.10 模拟结果分析及验证49-54
• 4.10.1 结果分析50-51
• 4.10.2 结果验证51-54
• 4.11 本章小结54-55
• 第5章 成形实验55-59
• 5.1 实验设备55-56
• 5.2 实验过程56-57
• 5.3 实验结果57-58
• 5.4 本章小结58-59
• 结论59-60
• 参考文献60-64
• 读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果64-65
• 致谢65

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本文编号：859160