毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告
1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写
2000字左右的文献综述：
文 献 综 述
摘要 拉深成形是汽车加强件这类复杂盒形件成形的一种加工方法，成形中合理的工艺设计可以提高产品质量。本文通过介绍汽车用高强度钢国内外研究的现状，汽车加强件拉深成形的特点及其影响因素以及有限元分析，并提出了正交试验的方法，为探讨复杂几何形状零件的冲压成形工艺打下基础。
关键词 汽车加强件 汽车用高强度钢 Dynaform 拉深成形 工艺优化
拉深又称拉延、压延或引伸，是冲压成形技术中的一种重要工艺。拉深是主要的冲压工序之一，应用很广，用拉深工艺可以制成圆筒形、阶梯形、球形、锥形、抛物线形、盒形和其他不规则形状的薄壁零件，如果与其他冲压工序工艺配合，还可制成形状更为复杂的零件因此在汽车、飞机、拖拉机、仪表、电子、轻工业等工业生产中占有相当重要的地位。一般的加强件是指对汽车在过弯或者崎岖路面时抵抗车身变形的部件，在生产过程中，汽车加强件是复杂的难成形非对称的拉深盒件，高强度钢成形性能不好，因而在汽车加强件成形时经常存在成形缺陷其拉深工序件厚度容易出现严重不均匀。
1 汽车用高强度钢的国内外研究现状
随着能源危机的爆发和人们环保意识的提高，汽车轻量化材料在汽车中的比例已经翻倍，钢铁材料在整个汽车用材料所占的比例约为70%，是汽车最主要的材料。因此，提高钢材的强度，降低钢材的厚度是汽车轻量化的合理途径。20世纪90年代大力开发应用的既能减重又能保证安全性的高强度钢板为解决上述问题提供了契机。近年来，高强度钢（HSS）由于其良好的成形性及高的抗拉强度等机械特性，不仅有助于汽车结构件的优化设计，同时又对汽车减重有巨大作用，因此在现代汽车制造领域中应用越来越广泛。M. Emin Erdin 等研究了高强度、低成形性金属的高温成形能力。发现不同材料的极限拉深深度所对应的临界温度不同，温度对成形性的影响比较复杂。高温成形不仅有利于提高超高强度钢板的成形性，同时也可以减小回弹，K. Mori，发现成形后高强度钢板板料厚度的减小可显著减少回弹量，而成形速度和合模时间对回弹量影响不大，同时指出钢板回弹量同材料抗拉强度与弹性模量之比成近似线性关系。Robert H. Wagoner等对3种DP钢进行了拉弯成形性分析，得到了由于高强度钢材料变形引起的温度升高是材料失效的一个重要参数的结论。Peng Chen等研究了材料特性、润滑条件、压边力、表面处理对DP高强度钢板回弹量变化的影响。得出了在同一条件下，回弹量随着高强度钢强度的提高而增大的结论。Mala Seth等研究了高速冲击下钢板的成形性，发现高速冲击有助于提高低韧性钢板的成形性，而对高韧性钢板成形性影响不大，并指出在高速变形中板料的成形性主要由成形的边界条件决定[1-2]。
汽车加强件由高强度钢拉深成形，在成形过程中，所用高强度钢的性能对成形后加强件的质量以及成形过程中回弹量的大小有着很大的影响，因此，选用合理的高强度钢对研究汽车加强件的成形过程及工艺优化有着显著的帮助。
2 汽车加强件拉深成形的特点
汽车加强件是复杂的非对称的拉深盒件如图1所示。盒形件一次拉深成形时，零件表面发生了变化，凸缘变形区发生了变形，使圆角处的应变强化得到缓和，从而降低了圆角部分的轴向拉应力，相对提高了传力区的承载能力。
图1 汽车加强件
加强件拉深时，凸缘变形区圆角处的拉深阻力大于直边的拉深阻力，圆角处的变形程度大于直边处的变形程度。因此，变形区内金属质点的位移量直边处大于圆角处，导致了这两处的位移速度的不同，圆角部分轴向拉应力减小，从而相对地提高了传力区的承载能力[3-4]。
3 影响加强件拉深成形的主要因素
3.1 压边力
汽车加强件拉深成形过程中，各个位置的材料流动性不同，所需要的压边力大小也各不相同，如果压边力过小，加强件在拉深过程中会起皱严重，虽然能成形出工件，但容易出现废品，压边力过大，在拉深过程中，加强件底部容易拉裂。
3.2 坯料形状
不同形状的坯料，在汽车加强件拉深过程中，其法兰上的摩擦接触和金属流动情况必然是不同的，因此，当力改变的时候，情况也会有所不同，合理的坯料外形，有助于改善拉深件法兰上的应力应变状态，提高极限拉深比，获得厚度变化均匀的高质量拉深件，显著提高汽车加强件拉深成形性能。同时，合理的坯料外形和尺寸可以提高材料的利用率。因此，研究不同坯料形状对汽车加强件拉深性能的影响和确定合理的坯料形状和尺寸是非常重要的。
3.3 拉深筋
拉深筋是汽车加强件拉深成形的主要控制手段，随着汽车工业的日益发展，汽车加强件的复杂程度和难度越来越高，拉深筋已经成为汽车加强件设计中的关键技术。拉深筋最直接的作用就是提高加强件拉深成形时的阻力，通过调整拉深筋的结构参数和布置方式，可有效的控制成形时板料各部分的变形阻力及状态，获得较为均匀的边界条件，使加强件各变形区的变形状态符合要求[5-10]。
4 CAE分析
4.1 汽车加强件拉深成形有限元模型的建立
本课题通过建立CAD模型。基于Dynaform平台采用有限元模拟的方法研究压边方法，坯料形状及拉深筋对模具受力及工件成形质量的影响。通过标准数据交换接口IGES将CAD模型导入到Dynaform软件中，采用自适应网格划分法，主要进行材料参数和模拟设置参数的定义，如板料类型、材料厚度、材料力学性能参数等的设置。
4.2 正交试验方案设计
正交试验以数理统计学为依据，从大量的实验中挑选具有代表性的实验，利用标准化的正交表，来合理安排多因素实验。将其运用到拉深成形过程中拉深筋阻力的设计中，来减少实验次数，提高成形质量[11-15]。
5 结束语
本课题利用CAD和Dynaform软件对汽车加强件的拉深成形过程进行了模拟，探讨了加强件在成形过程中，压边力，坯料形状，拉深筋等对成形质量的影响，通过改变拉深筋参数，坯料的形状来研究最适当的数值。采用了正交试验，减少了大量的试验次数，提高实验效率。
参 考 文 献
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２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：
汽车加强件属于不规则形件，是研究复杂几何形状零件的冲压成形工艺的基础。针对智能数控冲压机床对压边力控制的要求，本课题借助CAE手段和正交实验法进行汽车加强件拉深成形的有限元分析。
解决问题：通过观察FLD图对可行范围改变选择板坯，压边力，取合适的凸模的模拟运动速度，不同模具参数，拉延筋，压边力，润滑，拉深次数等参数进行试验寻找合适的参数组合，探讨优化汽车加强件冲压成形工艺的方法。
本课题研究手段：
（1）查阅有关板材冲压和有限元方面的文献资料；
（2）建立汽车加强件凸凹模CAD模型；
对汽车加强件冲压成形过程借助Dynaform软件进行CAE有限元仿真分析；
（4）通过试验总结汽车加强件冲压成形工艺；
（5）按要求提供各种设计文档；
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指导教师意见：
1．对“文献综述”的评语：
该生通过阅读与本课题相关的参考文献，进行了一定的总结，撰写的本文献综述能够反映“汽车加强件拉深成形有限元分析与工艺研究”的课题背景以及相关知识，论文撰写较通顺，符合规范，达到了撰写文献综述要求和目的，为毕业设计后期分析打下了基础。
2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：
“汽车加强件拉深成形有限元分析与工艺研究”这一课题的深度、广度及工作量均适中，合适学生在毕业设计期间完成，希望该生能独立的进行汽车加强件拉深成形有限元分析的研究，完成课题的要求，撰写毕业论文，达到进行科研训练和本科毕业设计的要求。
