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高强度钢板U形件热冲压凹模结构拓扑优化
  • ISSN号:1006-754X
  • 期刊名称:《工程设计学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG386[金属学及工艺—金属压力加工]
  • 作者机构:西南交通大学机械工程学院先进设计与制造技术研究所,四川成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51275431)
中文摘要:

为降低热冲压凹模的生产成本和使用成本,基于板料热冲压数值模拟对凹模结构进行了拓扑优化设计.运用有限元软件ABAQUS建立热力耦合有限元模型,对高强钢板U形件的热冲压成形和淬火过程进行了数值仿真.提取凹模与板料间关键工况下接触应力作为凹模拓扑优化的外在载荷,建立约束凹模结构关键区域节点位移的体积最小化拓扑模型,对热冲压凹模结构进行拓扑优化设计,最终实现结构减重20%,且优化后凹模的变形和应力与优化前的结果相差甚微.研究内容对热冲压过程数值模拟和模具结构拓扑优化研究具有一定参考价值.

英文摘要:

To reduce the production cost and use cost of hot stamping die,topology optimization of die structure was carried out based on numerical simulation about hot stamping.A finite element model based on thermal-mechanical coupled method was created through the software ABAQUS,numerical simulation on high-strength sheet metal for U shaped part's hot forming and cooling process was conducted.The contact stresses between blank and die at critical case were extracted to be the load for topology optimization,and an optimization model which aimed to minimize structure volume with nodal displacement constraints on the die structure crucial areas was created.Topology optimization of hot stamping die structure was carried out,and the weight of die structure was reduced by 20%,and die's stress and deformation almost kept the same with initial design conditions.The research provides reference for the study of numerical simulation for hot stamping process and topology optimization of hot stamping die structure.

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期刊信息
  • 《工程设计学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:浙江大学 中国机械工程学会
  • 主编:冯培恩
  • 地址:杭州市天目山路148号浙江大学出版社
  • 邮编:310007
  • 邮箱:zdgcsj@zju.edu.cn
  • 电话:0571-88272805
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-754X
  • 国内统一刊号:ISSN:33-1288/TH
  • 邮发代号:32-60
  • 获奖情况:
  • 中国科学引文数据库(CSCD)核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 波兰哥白尼索引,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:4454