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CAE在航空模具领域中的应用

西飞集团公司工装设计所      颜新卯

    将CAE工具应用到冲压模具设计中可以有效地预测和解决采用传统工艺方法成形零件中出现的起皱.拉裂.回弹等缺陷;同时可以尽可能利用CAE软件取代实际试模,减少模具的试压次数,缩短产品的开发周期,降低开发成本。

    CAE技术从20世纪60年代初开始,在工程上应用至今已经历了40多年的发展,其理论和算法都
已日趋成熟,现已成为工程和产品结构分析中(如航空、航天、机械、土木结构等领域)必不可少的数值计算工具。航空工业对于CAE技术的需求在所有工业行业里是最全面的,主要体现在:以结构力学有限元分析为主要的应用方面,包括飞机总体结构以及机身、机翼、起落架、发动机等部件的线性和非线性静、动力强度分析,疲劳寿命计算,制造工艺设计(冲压、焊接、锻造等)与分析;以计
算流体力学为主的应用,包括飞机气动特性计算及气动布局的最优化设计等。
    在冲压模具行业中,CAE技术主要用于汽车覆盖件以及复杂的飞机钣金零件的成形仿真模拟及分析。将CAE工具应用到冲压模具设计中可以有效地预测和解决采用传统工艺方法成形零件中出现的起皱、拉裂、回弹等缺陷;同时可以尽可能利用CAE软件取代实际试模,减少模具的试压次数,缩短产品的开发周期,降低开发成本。目前,汽车覆盖件模具必须通过仿真测试才能进行模具加工,由此见    CAE分析的重要性。美国克莱斯勒公司1998年所做的统计表明,在汽车行业模具研制过程中引入CAE技术以后,模具设计周期一般可以缩短一半以上。在航空领域,钣金零件在飞机零件中占据了80%左右,所以模具的研制是影响工装研制的关键。本文首先就西飞目前采用传统工艺方法在成形钣金零件中常见的缺陷及预防和消除这些缺陷的方法进行了归纳总结,然后介绍了如何采用CAE工具的仿真模拟来预测零件成形时可能出现的缺陷,并在模具设计时加以考虑,调整和优化模具结构参数来减少、避免甚至消除这些缺陷,以节省模具研制周期,降低模具研制成本,快速交付合格零件,进而加快工装和飞机研制进度。

 

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