固體顆粒介質(zhì)模具沖壓數(shù)值模擬的研究.pdf

1、固體顆粒介質(zhì)成形工藝是利用固體顆粒在壓力作用下的流動性,采用固體顆粒作為傳力介質(zhì)對板料成形的一種軟模成形工藝。固體顆粒介質(zhì)成形工藝相比其它傳統(tǒng)軟模成形方法不僅具有良好的成形效果且成本低,顆粒介質(zhì)密封容易可反復(fù)利用,在板料成形中具有廣闊的前景。
　　顆粒介質(zhì)作為巖土類材料其變形和傳力性能是固體顆粒介質(zhì)成形的關(guān)鍵,目前在土木工程領(lǐng)域?qū)r土材料建模進(jìn)行有限元分析的研究比較常見,而將巖土類材料應(yīng)用到板料成形方面的幾乎沒有。本文以盒形件作為

2、研究對象,對固體顆粒介質(zhì)成形工藝進(jìn)行分析。對固體顆粒作為傳力介質(zhì)傳力特點以及本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行了理論分析,對盒形件成形進(jìn)行理論分析,針對顆粒介質(zhì)與板料耦合變形的特點,利用abaqus軟件建立了固體顆粒介質(zhì)成形有限元分析模型。通過有限元分析的手段,對固體顆粒介質(zhì)成形過程中,顆粒的變形特點、影響顆粒傳力的因素以及各種參數(shù)對板料成形的影響進(jìn)行模擬分析。在有限元模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行了相關(guān)針對性物理實驗,通過實驗手段對固體顆粒介質(zhì)成形工藝進(jìn)行進(jìn)一步研究,并

3、且通過實驗驗證了固體顆粒介質(zhì)成形有限元模擬結(jié)果,說明了有限元模擬中固體顆粒介質(zhì)所采用的本構(gòu)模型,以及固體顆粒與板料耦合變形采用的邊界和摩擦類型的準(zhǔn)確性。
　　通過研究發(fā)現(xiàn):摩擦角是固體顆粒的一個重要參數(shù),其表征的是顆粒間摩擦鑲嵌作用,是評價顆粒流動性的重要參數(shù),影響顆粒介質(zhì)內(nèi)的壓力分布和傳力效率,摩擦角越小傳力效率越高,固體顆粒介質(zhì)的流動性越好越有利于力的傳遞;顆粒的裝入量以及顆粒直徑對成形有一定的影響;作為盒形件,軟凸模成形時四