热成形过程热力耦合CAE分析及模具工艺优化研究的任务书.docx

热成形过程热力耦合CAE分析及模具工艺优化研究的任务书
任务书
一、任务背景
热成形技术是一种重要的金属加工方法之一，其在航空、汽车、造船、电子等工业领域中得到广泛应用。热成形过程中，金属材料在高温高压的条件下发生变形，经过多次冷却、加热、调整等工序，最终得到所需的产品形态。然而，热成形过程复杂，需要进行大量的试验和实践。因此，开展热成形过程热力耦合CAE分析及模具工艺优化研究，对于提高热成形工艺的精度和效率具有重要意义。
二、研究内容和目标
（一）研究内容
本研究的主要内容包括以下几个方面：
1.热成形过程热力耦合模型的建立
针对热成形过程中存在的复杂的相变、弹塑性行为、材料动力学等问题，建立热力耦合模型。通过有限元分析软件ANSYS进行数值仿真，提取不同温度、应变率下金属的流变应力曲线。
2.模具结构的设计与优化
通过比较不同模具结构下热成形产品的质量和成形难度，确定最优的模具结构。具体包括模具形状、模具材料、模具制造工艺等方面。
3.模具温度控制系统的设计与优化
针对模具温度控制对于热成形过程的影响，设计出最佳温度控制系统，以提高热成形产品的成形精度和成品率。
（二）研究目标
本研究的主要目标如下：
1.建立精度高、可靠性强的热成形过程热力耦合模型，并验证其可行性。
2.设计出能够适应多种热成形产品制造的模具结构，提高热成形产品的质量和成形难度。
3.设计出优秀的模具温度控制系统，提高热成形产品的成形精度及成品率。
三、研究方法
（一）理论模型
本研究将建立包括热力耦合原理、热传导方程、弹塑性力学方程等多种数学模型，以模拟热成形过程中材料流动、温度场分布等物理现象。
（二）数值仿真
采用ANSYS等大型有限元平台，建立数值计算模型，进行热成形过程的数值分析。通过改变模具结构和加热方式等参数，进行模拟实验。
（三）工艺制造
通过实际制造出不同结构的热成形产品进行实验验证，优化模具的结构设计和工艺制造，最终验证本研究模型的准确性与可行性。
四、预期成果
（一）理论方面
1.建立热成形过程热力耦合模型。
2.与实验结果相符合的热成形产品数值模拟结果。
（二）技术方面
1.成功的热成形产品成形试验。
2.最优的模具结构设计，制造出满足热成形产品制造要求的模具。
3.设计出最佳的模具温度控制系统，以提高热成形产品的成形精度及成品率。
五、时间安排
本研究的时间安排如下：
1.研究方案设计：2个月
2.数据采集与处理：4个月
3.数值仿真分析：8个月
4.成形产品试验验证：2个月
5.论文撰写、修改及提交论文：2个月
六、研究团队
本研究团队由三名研究人员组成：一位负责模型建立与数值仿真分析，一位负责模具结构设计与制造，一位负责模具温度控制系统设计和实验验证。同时，还有一名导师为团队提供指导和建议。