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1、中南林業(yè)科技大學(xué)大學(xué)生研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實驗計劃項目結(jié)題報告項目名稱超高強(qiáng)度剛熱沖壓成形模具冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化項目主持人鄭文慧所在學(xué)校及院系中南林業(yè)科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院項目級別R國家級□省級□校級立項年份2015年6月指導(dǎo)老師張立強(qiáng)聯(lián)系電話13975850061填表日期2016年11月中南林業(yè)科技大學(xué)教務(wù)處制一、基本情況項目名稱超高強(qiáng)度剛熱沖壓成形模具冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化立項時間2015年5月完成時間2016年9月項目主要研究人員序號姓名學(xué)號專業(yè)班級所在院（系）項目中的分工1鄭文慧20133830機(jī)械設(shè)計制造及其自動化一班機(jī)電工程學(xué)院項目的總體策劃、
2、協(xié)調(diào)2曾箴20131564機(jī)械設(shè)計制造及其自動化五班機(jī)電工程學(xué)院熱沖壓成形過程仿真3郜季20131508機(jī)械設(shè)計制造及其自動化三班機(jī)電工程學(xué)院數(shù)值仿真結(jié)果分析4胡豪20121407材料成型及控制工程機(jī)電工程學(xué)院熱沖壓成形模具設(shè)計5田創(chuàng)20121422材料成型及控制工程機(jī)電工程學(xué)院模具的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計二、研究成果簡介項目成果類型□產(chǎn)品□系統(tǒng)軟件R論文R專利R其它（注：請在相應(yīng)成果復(fù)選框內(nèi)打“√”，其它請具體說明）項目成果名稱超高強(qiáng)度剛熱沖壓成形模具冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化項目研究的目的、意義：通過所學(xué)知識并結(jié)合實際鋼板熱沖壓成形控制過程，制訂超高強(qiáng)度鋼板熱沖壓
3、成形工藝方案，對模具冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計，重點(diǎn)分析影響熱沖壓成形模具冷卻效果的因素，從冷卻的角度對熱沖壓模具的設(shè)計提供參考和指導(dǎo)。并分析不同冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對熱沖壓成形后所得試樣性能的影響規(guī)律。所以進(jìn)行研究來確定最優(yōu)的結(jié)構(gòu)，可以有效控制零件的冷卻速度，并且這對我們充分掌握和靈活運(yùn)用理論知識，提高實踐能力，培養(yǎng)團(tuán)隊精神有顯著的作用。研究成果的主要內(nèi)容、重要觀點(diǎn)或?qū)Σ呓ㄗh：主要內(nèi)容1、本研究選取典型超高強(qiáng)度鋼—熱沖壓硼鋼板22MnB5為研究對象，基于汽車車身安全部件中的典型特征件—U形件，采用理論分析和實驗相結(jié)合的方法，對超高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形模具的冷卻系
4、統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。2、運(yùn)用沖壓工藝及模具設(shè)計，模具制造工藝學(xué)，機(jī)械工程材料，有限元分析，CAD/CAE/CAM技術(shù)等所學(xué)專業(yè)課知識，分析影響熱沖壓成形模具冷卻效果的因素，設(shè)計優(yōu)化模具的冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合模具工作部件設(shè)計的主要參數(shù)設(shè)計模具，繪出模具Pro/e圖，選擇材料，規(guī)定合理工藝并制造模具。3、運(yùn)用機(jī)械工程材料，材料科學(xué)基礎(chǔ)，材料力學(xué)等所學(xué)專業(yè)課知識，分析在熱沖壓成形過程中不同冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對超高強(qiáng)度硼鋼板熱沖壓成形后工件性能的影響規(guī)律，從而確定最優(yōu)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。4、通過Deform軟件模擬仿真過程得出仿真結(jié)果，并根據(jù)相關(guān)的調(diào)研和資料，撰寫專利
5、文書，申請國家實用新型專利1項。5、為分享設(shè)計經(jīng)驗和思想，就具體設(shè)計細(xì)節(jié)和結(jié)果撰寫學(xué)術(shù)論文。成果的創(chuàng)新特色、實踐意義和社會影響：創(chuàng)新特色1、對模具冷卻系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，設(shè)計模具冷卻系統(tǒng)管道的直徑，管道到模具表面距離和管道間距。采取三因數(shù)五水平的正交試驗設(shè)計25組仿真實驗。2、采用DeformV11.0進(jìn)行仿真，得到各組的溫度場、減薄率、微觀組織分布數(shù)據(jù)，進(jìn)行點(diǎn)跟蹤準(zhǔn)確地分析對比出各因數(shù)之間的關(guān)系。3、根據(jù)仿真結(jié)果可得出最優(yōu)化的冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)值，溫度場的分布和冷卻效果以及Martensite的轉(zhuǎn)化率都具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性。實踐意義項目組成員通過對該
6、課題的研究，廣泛查閱了國內(nèi)外有關(guān)此類課題的研究成果，了解了有關(guān)此類課題的研究現(xiàn)狀，極大的提高了我們的總結(jié)歸納能力、思考能力、動手能力以及團(tuán)隊合作能力。在此課題研究中均鍛煉了解決實際問題的能力，并且對自己所學(xué)專業(yè)有了一個縱向的了解，拓寬了自己的視野。社會影響熱沖壓板料到成型件的溫度場的變化與微觀組織密切聯(lián)系，該冷卻系統(tǒng)的冷卻效果更均勻，在同等保壓冷卻時長下獲得的馬氏體致密均勻，抗拉強(qiáng)度達(dá)到1400～1600MPa，達(dá)到超高強(qiáng)度鋼水平，但更加穩(wěn)定，更適合工廠的高效量產(chǎn)。研究成果和研究方法的特色：研究成果參加湖南省第三屆大學(xué)生創(chuàng)新實驗成果展暨創(chuàng)新論壇1次，發(fā)表論
7、文1篇，授權(quán)實用新型專利1項。研究方法的特色1、按照對研究生做課題的要求，首先查閱本項目相關(guān)資料，采用正交實驗設(shè)計與數(shù)值模擬技術(shù)相結(jié)合方法優(yōu)化模具冷卻系統(tǒng)，提高設(shè)計效率，降低設(shè)計成本。2、通過多次開會討論以及頭腦風(fēng)暴，并結(jié)合國內(nèi)外對此類課題的研究成果，提出了創(chuàng)新性的觀點(diǎn)，并通過Pro/E三維建模將觀點(diǎn)表示出來，通過Deform軟件對成形過程模擬仿真。三、項目研究總結(jié)報告預(yù)定進(jìn)度安排：第一階段：2015年6月～2015年9月，做項目調(diào)研，尋找原理突破口。1、查閱超高強(qiáng)度鋼熱沖壓成形工藝及模具設(shè)計有關(guān)專業(yè)知識及文獻(xiàn)、2、分析模具設(shè)計所需的各個參數(shù)并確定冷卻系統(tǒng)
8、的方式、3、選取合適的熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)拓?fù)鋬?yōu)化方案4、模具冷卻系
