基于小彈塑性變形的冷擠壓凹模結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、本文應(yīng)用有限元模擬和彈塑性理論，對基于小彈塑性變形的擠壓凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了研究。 首先，應(yīng)用Marc有限元軟件計算分析了局部載荷作用下，不同載荷作用區(qū)間長度和位置時，整體式擠壓凹模的應(yīng)力分布和變形特征，提出按照載荷作用區(qū)間的長度和位置設(shè)計加強(qiáng)圈，并得出局部載荷作用下整體式擠壓凹模的強(qiáng)度校核表達(dá)式；結(jié)合數(shù)值模擬技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法，對局部載荷作用下的三層組合凹模進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計：進(jìn)而在傳統(tǒng)擠壓凹模彈性設(shè)計的基礎(chǔ)上，提出基

2、于小彈塑性變形的模具設(shè)計思想，引入擠壓凹模自增強(qiáng)設(shè)計理念，推導(dǎo)和建立了整體式擠壓凹模自增強(qiáng)設(shè)計的理論公式，并通過有限元計算，分析研究了凹模自增強(qiáng)過程中的應(yīng)力和變形特征；最后，在單層自增強(qiáng)凹模的基礎(chǔ)上，將自增強(qiáng)技術(shù)和過盈配合方法相結(jié)合進(jìn)行雙層自增強(qiáng)組合凹模的設(shè)計，提出了兩種工藝方案，即在內(nèi)層凹模預(yù)先進(jìn)行自增強(qiáng)處理后再進(jìn)行縮套的方法和直接對過盈配合組合凹模進(jìn)行自增強(qiáng)處理的方法，并對其可行性進(jìn)行了分析。 局部載荷作用下整體式擠壓凹模的

3、應(yīng)力和變形分析以及三層組合凹模的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計結(jié)果表明，按照凹模整個高度作用載荷設(shè)計時，模具的結(jié)構(gòu)尺寸偏大，不利于充分發(fā)揮模具的承載潛力，造成模具材料的浪費。單層自增強(qiáng)擠壓凹模的應(yīng)力和變形分析顯示，在滿足模具尺寸精度要求的前提下，可以達(dá)到相同結(jié)構(gòu)尺寸的過盈配合組合凹模的強(qiáng)度要求。而雙層自增強(qiáng)組合凹模的結(jié)構(gòu)分析表明，在過盈配合基礎(chǔ)上的自增強(qiáng)處理，有利于模具承載能力和尺寸精度的進(jìn)一步提高，是一種有效的設(shè)計方法。可見，在傳統(tǒng)的擠壓凹模設(shè)計中，將