模具结构优化汇报材料.pptx

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1、发动机罩内板整形模（SGML-CAR5481227-OP40）结构优化及修改情况说明湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室──2009年9月14日──1汇报提纲.模具基本情况模具母体结构强度分析及优化方法强度分析和优化的工程验证方案比较及分析优化改进结果2名称发动机罩内板整形模（SGML-CAR5481227——OP40）尺寸2190×1900×1450mm（约束条件）总重量12292kg其中：上模座：4934.3kg；下模座：4643.8kg；凸模：769.6kg；上压板：1344.6kg；一、模具基本情况：3二、模具母体结构强度分析及优化方法强度分

2、析所考虑的模具主要受力冲压正压力：800T；冲压时的侧向压力（模具型面上倾斜区域传递的侧向力，随模具型面的不同而不同）；冲压时由非均匀分布承载导致的多种局部受力工况；调整或冲压时由于装配误差导致的导板上过大的侧向力；模具起吊时的重力和冲击力、运输时的冲击力；模具多层堆放时的受力；4二、模具母体结构强度分析及优化方法本分析只对HT300部分的模具母体材料进行，而其上的刀块和标准件均按照刚体来计算，因此整形刀块结构及尺寸未进行优化和改进设计；分析时材料的抗拉强度许用值为300MPa，抗压强度取为900MPa；模具结构优化主要考虑强度、刚度和稳定性三个方面；由于

3、稳定性分析到目前为止仍是一个世界性难题，本研究考虑上述模具多种受力状态的复杂性，取强度的安全系数均不小于3.即最大拉应力不大于100MPa，最大压应力不大于300MPa。工作时的关键部位最大变形量不超过允许的变形0.5mm,其他部位最大变形量不超过允许的变形0.2mm。模具强度分析及优化原则5二、模具母体结构强度分析及优化方法模具受力情况分析1.正向冲压力：800T上模应力图上模变形量云图最大拉应力（Mpa）最大压应力（Mpa）z向最大变形量（mm）上模77.72171.30.177下模50.7145.90.151模具在工作状态时，根据分析来看，上模主要承

4、力部位（整形区以内）的最大拉应力为53.1Mpa，最大压应力为133.2Mpa；周边部分端头区域最大拉应力为25.6Mpa，最大压应力为39.6Mpa，加强筋部分最大拉应力为77.7Mpa，最大压应力为171.3Mpa，模具拉应力安全系数为4，模具压应力安全系数为5，有较大的减重空间。上模应力图上模变形量云图6二、模具母体结构强度分析及优化方法模具受力情况分析下模应力图下模变形量云图模具在工作状态时，根据分析来看，下模主要承力部位（整形区以内）的最大拉应力为10Mpa，最大压应力为118.5Mpa；周边部分端头区域最大拉应力为50.7Mpa，最大压应力为3

5、7.8Mpa,加强筋部分最大拉应力为48.4Mpa，最大压应力为101.8Mpa，模具拉应力安全系数为6，模具压应力安全系数为7，有较大的减重空间。下模应力图下模变形量云图7二、模具母体结构强度分析及优化方法模具受力情况分析2.起吊运输：自重、1g加速度、2g加速度（分别对应于不同工况的冲击力）加速度σ拉maxσ压maxz向最大变形量自重7.679.410.0361g15.719.20.0692g22.727.90.1下模应力图下模应力图下模变形图下模变形图模具自重状况下在运输、起吊时的吊耳上的最大拉应力为7.67MPa，周边部分端头区域最大应力为：4.1

6、5Mpa,加强筋部分应力最大为：2.75Mpa，安全系数为：39，仍有较大的减重空间。83.模具堆放时的受力及强度分析：（50T）二、模具母体结构强度分析及优化方法模具受力情况分析下模应力图下模变形量图多层模具叠放情况，最大拉应力31.88Mpa，最大压应力59.9Mpa（出现在枕木部位），Z向最大变形量0.065mm，安全裕度为5，满足强度要求。94.端头分析：分析导板受较大的侧向力时，端头部分的强度。二、模具母体结构强度分析及优化方法模具受力情况分析下模端头最大拉应力下模变形量图上模端头最大拉应力上模变形量图最大拉应力（Mpa）最大变形量（mm）上模端

7、头135.30.181下模端头63.10.128模具在X方向的两个导板上加载10吨载荷，Y方向一侧导板上加载20吨载荷。加载模具端头在承受较大侧向力时，主要传力区应力最大为：135.3Mpa，变形量：0.181mm，但变形区域位于非关键部位，不影响模具的整体精度，可以适当减重。10二、模具母体结构强度分析及优化方法优化方法——拓扑优化依据受力区域和边界轮廓建立模型目标：根据模具工作状态的受力，对主要受力区的支撑部分结构进行结构拓扑优化，然后依据优化结果进行加强筋的改进设计。11三、强度分析和优化的工程验证验证流程选择验证模具模型仿真计算实验验证轮罩整形翻边

8、模有限元分析现场应力应变测试12三、强度分析和优化的工程验证轮罩整