中文4375字毕业设计外文资料翻译学院：材料科学与工程学院专业：材料成型及控制工程姓名：外文出处：JournalofMaterialsProcessingTech,2007,Vol.205
        （1）,pp.425-431附件：1.外文资料翻译译文；2.外文原文。
        指导教师评语：签名：年月日1附件1：外文资料翻译译文复杂的级进模冲压件采用多步展开法的毛坯设计和成形性预测摘要：开发出来了一个针对于复杂的级进模冲压件的毛坯设计和成形性预测的多步骤展开法（MSUM）。
 &nb分，并且优化所用时间太长，这完全无法满足应用要求。目前，中间基准表面都是由设计者生成，而中间形状是通过IA计算出。.工艺条件在有限元模型中，许多工艺条件需要考虑。例如，固定约束将添加到节点处以假设在该连接区域中相对位移是非常小。在弯曲或翻边区域中，在模拟金属板变形时需要考虑坯料夹持力和摩擦影响。对于局部区域大变形，条件处理在深冲和胀形之间是有差异。如果形成过程是胀形，在翻边区域约束力或压边力是非常大，板材材料几乎是僵硬，甚至是固定。如果成形过程是深冲，在翻边区域中约束力或坯料夹持力相对较小，该材料可在翻折区域内流动。在多步骤展开法中，约束或大压边力应添加到翻边区域中节点上。并且适当坯料夹持力将添加到相应节点。.应变中性层偏移如图，应变中性层（SNL）（应平和军，）将从几何中性层（GNL）偏移至沿径向内层。中性层偏移对毛坯形状尺寸有很大影响，特别是当厚度和曲率半径之间比率较大时。当考虑在多步带布局。成形缺陷可以用数字结果来预测，最佳坯料形状也可以使用展开方法来生成。在本文中，首先回忆了在IA方面一些有限元分析。举例来说就是级进模冲压零件毛坯设计，和初始形状与实验等计算结果比较。.一些关于多步骤展开法有限元方面MSUM有限元模型是基于IA。有限元方面细节可以在报纸上找到（郭等人，年，郭等人，年和Naceur等，）。把带有弯曲作用DKT（Batoz等人，）和DKQ（Batoz等人，）混合元素类型应用于分析模型，以提高计算精度。边界条件处理（绮和俊华，），例如位移约束，从坯料夹持力转化而来外部节点力，摩擦力和压延筋总限制力，被引入以提高切线刚度矩阵调理。在局部区域中使用MSUM时，直立壁或底切性能沿实际冲压方向将变得薄弱，切线矩阵调理将增加，并且收敛速度得到提高。.多步骤展开法程序图和图是用UGNX软件级进模向导（PDW）设计一个典型级进模一部分（图）和排样（图）。在工艺过程设计阶段中，只有最后形状是已知，中间形状是根据工艺要求和形状特征进行设计。例如，有必要切除中间参考面上片材，然后在翻折设计过程给它装凸缘。如果在翻折区域有大变形，预先精确计算出切割线是必要。此外，如果在局部区域，例如划线，翻边或膨出处变形较大，预先估计成形性和检查过程条件是有必要，这对于避免成型缺陷如断裂和严重起皱非常有用。因此，即使是对于经验丰富工程师，级进模设计过程也是一项艰巨而复杂任务。图最终成型图条料排样针对于级进模设计难点提出了一种基于逆方法多步骤展开法。中间形状和切割线是跟据过程和形态特征来计算。成形特性也可以以数值计算结果来估计。该方法主要包括以下详细技术：.中间参考面在计算模型中，大部分中间参考面，可以根据局部成型区域形状特征来计算。例如，参考面可以沿着成型区域边界切线方向产生。如果成形过程较为复杂，表面也可以根据经验手工生成。然而，在从最终形状到初始毛坯形状相对序列中设计每个步骤中间形状是很困难，尤其是对于复杂形状和成型过程。在设计当前步骤形状时，基准表面应当由前一步形状来生成，并且应验证成形性以避免缺陷。有时不仅当前步骤形状和成型过程，而且先前步骤形状也必须进行修改。在级进模冲压件设计阶段，设计工程师可以相对容易地用CAD软件，如UGNX和CATIA生成中间基准表面。因此很难精确地预测在参考表面上中间形状。到现在为止，虽然有许多作者试图用许多最优化算法优化中间参考面形状，但该算法仅适用于特定形状部分，并且优化所用时间太长，这完全无法满足应用要求。目前，中间基准表面都是由设计者生成，而中间形状是通过IA计算出。.工艺条件在有限元模型中，许多工艺条件需要考虑。例如，固定约束将添加到节点处以假设在该连接区域中相对位移是非常小。在弯曲或翻边区域中，在模拟金属板变形时需要考虑坯料夹持力和摩擦影响。对于局部区域大变形，条件处理在深冲和胀形之间是有差异。如果形成过程是胀形，在翻边区域约束力或压边力是非常大，板材材料几乎是僵硬，甚至是固定。如果成形过程是深冲，在翻边区域中约束力或坯料夹持力相对较小，该材料可在翻折区域内流动。在多步骤展开法中，约束或大压边力应添加到翻边区域中节点上。并且适当坯料夹持力将添加到相应节点。.应变中性层偏移如图，应变中性层（SNL）（应平和军，）将从几何中性层（GNL）偏移至沿径向内层。中性层偏移对毛坯形状尺寸有很大影响，特别是当厚度和曲率半径之间比率较大时。当考虑在多步部分几何特征和处理要求来设计首先冲压过程。然后，在用多步骤展开法计算出中间形状。接下来评估成形性以避免诸如裂纹和起皱等缺陷。参考面和边界条件应予修改，直至成形性是完美。有时，如果在前面步骤计算出形状从带状布局全貌来看不是很好，表面应该再次修改。最后，在多次修改冲压工艺过程后，我们将会获得很好排样。.成形性分析各种物理量分布和内孔变形可以计算结果来推算出。而且也可以预测成形性以协助该冲压工艺设计。.局限性再起弧和回弹影响在展开过程中会被忽略，并且对于壳单元选择还有模拟结果误差，这就造成不能精确模拟再起弧和回弹变形。.例子图所示，级进模成型部分控制成型过程包括胀形、弯曲、翻边和矫形。条料排样有六个关键中间形状和其他辅助形状。图（b-g）所示是MSUM六个操作步骤。如图所示，对应是最终形状条料排样.图所示H（a），是连接区域。在这个区域将添加固定约束在节点上。这部分材料是SPCC，最初厚度是.毫米。图中间形状（a）最后形状（b）第一步（c）第二步（d）第三步（e）第四步（f）第五步（g）第六步初始毛坯形状第一步图（b）所示展开弯曲区域（D区）。对应形状是步排样。在弯曲这个区域之前，计算分割线，然后弯曲金属板。所以，在展开局部弯曲区域之前，会在基准面上投影中间形状，计算应变中性层抵消。在这局部区域，由理论公式得，弯曲半径是.毫米，抵消大小为.毫米。切割线大小与抵消和实验结果误差相对较小。第二步图（c）所示展开翻边区域。对应形状是步排样。展开翻边区域时，将根据之前展开形状功能表面自动计算基准面。一般来说，参考平面是沿功能表面切线方向拉伸出来。图所示，翻边包含压缩变形和拉伸成型，很难根据经验确定D基准面上切割线。图中间参考表面和切割线由许多物理量可以获得结果，如应力分布、应变、厚度、成形极限图。图所示度应变分布表明，较大厚度变薄.在具有良好成形性拉伸变形区域，更大厚度应变.在有起皱压缩变形区域。挤压特性曲线挤压表面特征线切割线图翻边区域厚度应变分布第三步图（d）所示展开弯曲区域。对应形状是步排样。展开操作类似于第一步。然而，由于较大弯曲曲率半径和厚度弯曲，弯曲半径是.毫米，中性层补偿可以忽略。第四步图（e）所示对应形状是步排样。展开操作类似于第三步，忽略补偿。第五步图（f）所示展开胀形区域。对应形状是第步排样，参考平面水平。胀形在切割之后，变形是只靠局部压边力和摩擦力。在有限元模型中，在胀形区域边上通过压边力和摩擦力添加节点。在相对较远区域，由固定约束添加节点。图所示最大厚度变薄达到以上，有过薄和破裂风险。这可能是一个减少压边力避免破裂有效方法。图胀形区域厚度应变分布厚度变薄第六步图（g）所示展开胀形区域。对应形状是第步排样。展开操作与第五步类似。图所示，最大厚度变薄月，具有良好成形性。图胀形区域厚度应变分布.结论开发出一个针对于复杂级进模冲压件毛坯设计和成形性预测多步骤展开方法（MSUM）以协助工艺设计。在该方法中，根据该冲压工艺，将逆方法有限元模型显影在一个局部区域。展开中间形状在局部区域上参考面。该表面可由该功能面与冲压过程自动产生。在数值模型中，不但连接，坯料夹持力和摩擦力影响，还考虑了应变中性层曲率半径不同偏移对他影响。这提高了在每一个步骤中坯料形状计算精度。关键中间体坯形状和初始坯料形状可以用一个相反许多倍处理序列序列方法来生成。最佳坯料形状，也可以根据该冲压部分成形性来设计。带布局。成形缺陷可以用数字结果来预测，最佳坯料形状也可以使用展开方法来生成。在本文中，首先回忆了在IA方面一些有限元分析。举例来说就是级进模冲压零件毛坯设计，和初始形状与实验等计算结果比较。.一些关于多步骤展开法有限元方面MSUM有限元模型是基于IA。有限元方面细节可以在报纸上找到（郭等人，年，郭等人，年和Naceur等，）。把带有弯曲作用DKT（Batoz等人，）和DKQ（Batoz等人，）混合元素类型应用于分析模型，以提高计算精度。边界条件处理（绮和俊华，），例如位移约束，从坯料夹持力转化而来外部节点力，摩擦力和压延筋总限制力，被引入以提高切线刚度矩阵调理。在局部区域中使用MSUM时，直立壁或底切性能沿实际冲压方向将变得薄弱，切线矩阵调理将增加，并且收敛速度得到提高。.多步骤展开法程序图和图是用UGNX软件级进模向导（PDW）设计一个典型级进模一部分（图）和排样（图）。在工艺过程设计阶中文字毕业设计外文资料翻译学院：材料科学与工程学院专业：材料成型及控制工程姓名：外文出处：JournalofMaterialsProcessingTech,,Vol.(),pp.-附件：.外文资料翻译译文；.外文原文。指导教师评语：签名：年月日附件：外文资料翻译译文复杂级进模冲压件采用多步展开法毛坯设计和成形性预测摘要：开发出来了一个针对于复杂级进模冲压件毛坯设计和成形性预测多步骤展开法（MSUM）。在该方法中，根据该冲压工艺，将逆方法有限元模型（IA）显影在一个局部区域，并且展开一个中间形状在局部区域上基准表面。在这个模型中，不但考虑了连接、坯料夹持力和摩擦影响，也将应变中性层曲率在局部区域不同半径偏移影响考虑在内，从而提高了在每一个步骤中毛坯形状计算精度。关键中间体坯形状和初始坯料形状可以使用该方法以多次反序列产生。最佳坯料形状也可以根据成形部件成形性进行设计。所述将MSUM用于级进模冲压零件毛坯设计，并以此为基准测试与其他实验和数值结果进行比较。关键词：毛坯设计、级进模、多步骤展开方法、逆运算.介绍车体上许多零件由冲压工艺制成，并且有些时候冲压件特点是非常复杂。为了提高产品质量和效率，许多部件都用级进模工艺制成。相较于简单冲压工具，级进模拥有高质量和高生产效率优点，这使它尤其适用于短时间内大批量生产。然而，在级进模设计中排样设计是非常困难，只有有丰富经验和技术工程师有能力把它做好。在排样设计中，首先，冲压工艺顺序是依据经验和简单理论公式根据冲压件部分功能而设计。其次，在每一个步骤中形状是根据处理顺序来设计，并且所有形状组装成带型。在完成模具结构设计与排样之后，在一个真正生产条件下验证带布局设计和模具结构，找出潜在缺陷是非常重要。在去除缺陷之前，修改排样和模具结构设计是有必要。因此，获得最佳排样是一个非常困难任务。如果在设计阶段可以预测每个步骤最佳毛坯形状、尺寸，这将大大降低整个进模设计试验次数和错误时间。然而，在排样设计阶段，工艺中间形状和边界条件是未知。使用有限元增量逼近模拟钣金在每一步成形是不可能（健等人，）。而且对于设计师来说，最重要是计算所述中间形状，并预测从初始坯件到最终形状每个步骤加工性。截至目前，逆办法（IA）（郭等，年，郭等人，年，郭等人，年和Naceur等，）或一步（Lee和Huh，年）是对于这个问题更好解决方案。但逆方法在不考虑中间成形过程情况下只能以最终形状推算出初始形状，有时在计算复杂件时候会存在很大误差，甚至错误结果，尤其是在竖直壁或底切条件。许多作者使用IA预测完整部分初始毛坯形状，并且对于很多简单冲压部分，它是一种有效方法。但对于复杂成形部件或级进模冲压件，该中间成形过程对初始坯料形状有很大影响，并且在不同成型区域没有完全展开情况下，设定边界条件是很困难。根据实际形成工艺一步步来反向计算局部成型区域是一个可行方法，并且竖直壁或底切条件，可在一定程度上避免。在钣金成形模拟系统中，FASTAMP（韩宇奇等人，），开发了多步展开法（MSUM）以协助级进模设计。首先，根据该冲压工艺，在局部区域开发逆方法有限元模型，并且在每一个步骤基准表面，中间形状从最终形状成反比展开到初始形状上。在计算模型，所述参考表面可以根据该方法和特征表面生成。冲压工艺，如连接，坯料夹持力，摩擦影响和应变中性层曲率在局部区域不同半径偏移，也应该考虑在内。然后把这些形状组装成一个带布局。成形缺陷可以用数字结果来预测，最佳坯料形状也可以使用展开方法来生成。在本文中，首先回忆了在IA方面一些有限元分析。举例来说就是级进模冲压零件毛坯设计，和初始形状与实验等计算结果比较。.一些关于多步骤展开法有限元方面MSUM有限元模型是基于IA。有限元方面细节可以在报纸上找到（郭等人，年，郭等人，年和Naceur等，）。把带有弯曲作用DKT（Batoz等人，）和DKQ（Batoz等人，）混合元素类型应用于分析模型，以提高计算精度。边界条件处理（绮和俊华，），例如位移约束，从坯料夹持力转化而来外部节点力，摩擦力和压延筋总限制力，被引入以提高切线刚度矩阵调理。在局部区域中使用MSUM时，直立壁或底切性能沿实际冲压方向将变得薄弱，切线矩阵调理将增加，并且收敛速度得到提高。.多步骤展开法程序图和图是用UGNX软件级进模向导（PDW）设计一个典型级进模一部分（图）和排样（图）。在工艺过程设计阶段中，只有最后形状是已知，中间形状是根据工艺要求和形状特征进行设计。例如，有必要切除中间参考面上片材，然后在翻折设计过程给它装凸缘。如果在翻折区域有大变形，预先精确计算出切割线是必要。此外，如果在局部区

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