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压印成形模拟前置处理系统的设计与开发

作　者: 钟文
导　师: 柳玉起
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: COINFORM 压印成形有限元前置处理坯饼网格模具网格
分类号: TG305
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

在压印成形的生产实践中,工艺人员往往通过经验和反复试模来优化压印成形工艺。不同材料成形的工艺条件设置相差很大,反复的试模会导致纪念币生产成本的极大增加,从而严重地阻碍了新产品的开发、新材料的应用以及新工艺的推广。基于有限元法的压印成形过程数值模拟可以在产品设计的初期优化清边和压印力的大小,预测成形过程中可能出现的缺陷。数值模拟结果应用于生产实践可以达到减少产品设计周期和成本的目的,有着重要的经济效益和社会效益。论文得到沈阳造币厂“纪念币压印成形模拟仿真研究”合作项目的资助。基于华中科技大学模具技术国家重点实验室FASTAMP课题组开发的FASTAMP软件前置处理系统平台,针对压印成形工艺需求,开发出压印成形模拟软件COINFORM前置处理系统。论文基于压印成形工艺特点,对前置处理系统的需求和功能进行了详细分析,运用面向对象的程序设计方法对系统的总体框架、数据结构和数据流图进行分析和设计。该系统完全面向压印过程,具有数据库容量大,专业性强,界面友好,操作流程简单等优点。论文基于压印成形坯饼设计方法,在已有的二维平面网格生成算法的基础上,开发出针对压印成形模拟的坯饼六面体单元剖分算法。针对大规模体单元数据导致系统显示较慢的问题,开发出坯饼快速显示算法,用于简化大规模体单元数据显示。针对给定的模具模型,开发出基于STL面片的模具单元生成与综合质量检查算法,该算法在保证曲面花纹不失真的前提下,通过单元合并,实现了模具网格的调整,从而大大减少了模具单元的数量,提高了计算的效率。根据压印成形实际工艺的需要,研究了压印成形的虚拟装配技术,自动装配有限元模型,并依据装配结果自动设置求解参数,极大地方便了工程技术人员。论文最后以实际的纪念币压印成形分析过程为例,介绍了COINFORM前置处理系统在压印成形模拟中的应用。

压印成形模拟前置处理系统的设计与开发

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