基于DEFORM的轮毂类工件旋压成形过程有限元分析及工艺优化.docx

基于DEFORM的轮毂类工件旋压成形过程有限元分析及工艺优化
摘要
本文基于DEFORM软件，对轮辋类工件在旋压成形过程中的有限元分析和工艺优化进行了研究。通过对成形过程中的应力分布和变形情况进行模拟分析，确定了轮辋类工件旋压成形的工艺优化方案。
首先，对成形过程中的应力分布和变形情况进行了有限元模拟分析。结果表明，在轮辋成形的过程中，材料的应力和变形分布较为复杂，其中应力集中区域主要集中在轮辋的圆弧部位，而变形主要集中在底部和两个面部。
然后，根据有限元模拟结果，对轮辋类工件的旋压成形过程进行了优化。通过合理设计模具参数和工艺参数，减小了成形中的应力集中和变形情况，提高了成形精度和质量。同时优化后的工艺方案显著降低了成形过程中的能耗和生产成本。
最后，本文对轮辋类工件旋压成形过程的应用前景进行了展望，并指出了今后研究的方向。
关键词：DEFORM；轮辋类工件；旋压成形；有限元分析；工艺优化
Abstract
BasedonDEFORMsoftware,thispaperstudiesthefiniteelementanalysisandprocessoptimizationofhub-likeworkpiecesinthespinningformingprocess.Bysimulatingthestressdistributionanddeformationintheformingprocess,theprocessoptimizationschemeofthehub-likeworkpiecespinningformingisdetermined.
Firstly,thestressdistributionanddeformationintheformingprocesswereanalyzedbyfiniteelementsimulation.Theresultsshowedthatthestressanddeformationdistributionofthematerialwerecomplicatedduringthehubformingprocess.Thestress-concentratedareawasmainlyconcentratedinthearcofthehub,whilethedeformationwasmainlyconcentratedatthebottomandtwosides.
Then,accordingtothefiniteelementsimulationresults,thespinningformingprocessofhub-likeworkpieceswasoptimized.Byreasonabledesignofdieparametersandprocessparameters,thestressconcentrationanddeformationintheformingprocesswerereduced,andtheformingaccuracyandqualitywereimproved.Meanwhile,theoptimizedprocessschemesignificantlyreducedtheenergyconsumptionandproductioncostintheformingprocess.
Finally,thispaperlooksforwardtotheapplicationprospectofthespinningformingprocessofhub-likeworkpiecesandpointsoutthedirectionoffutureresearch.
Keywords:DEFORM;hub-likeworkpieces;spinningforming;finiteelementanalysis;processoptimization
一、引言
旋压成形是一种基于金属材料塑性变形的工艺，其通过将金属材料沿各向同性的轴向压制成形，以实现工件的成型目的。旋压成形技术具有成形精度高、生产效率高、成本低等优点，因此在汽车制造、航空航天、船舶制造等领域得到了广泛应用[1]。
基于DEFORM软件的有限元分析技术已经成为金属材料成形过程设计和优化的重要手段，可以在模拟成形过程中精确计算金属材料的应力分布、变形情况和温度分布等参数，为质量稳定性设计和优化提供有力的支持[2]。
本研究以轮辋类工件的旋压成形为对象，利用DEFORM软件进行了有限元分析和工艺优化研究。通过模拟分析成形过程中材料的应力和变形分布，优化轮辋类工件旋压成形工艺，提高成形精度和生产效率，降低成本，具有重要的理论和实践意义。