精沖斷裂裂紋擴展有限元算法研究.pdf

1、本文研究了精沖斷裂裂紋擴展有限元算法。 隨著精沖技術(shù)的迅速發(fā)展及其應(yīng)用范圍的不斷擴大，許多結(jié)構(gòu)零件采用板料精沖而成，這不僅能保證零件有足夠的精度和強度，而且還可以提高零件的使用壽命，提高勞動生產(chǎn)率，從而降低生產(chǎn)成本。因此，精沖技術(shù)作為現(xiàn)代加工技術(shù)的主要發(fā)展方向與開拓項目越來越引人注目。 精沖過程成形機理非常復(fù)雜。在精沖過程中，塑性變形主要集中在凸、凹模之間的一個狹窄的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)力、應(yīng)變分布情況較為復(fù)雜，不能完全得到其解析

2、值。由于精沖成形是一種復(fù)雜的局部劇烈塑性變形，是一個涉及幾何非線性、材料非線性、接觸非線性的塑性非穩(wěn)態(tài)過程，影響的工藝參數(shù)很多，常出現(xiàn)斷裂、撕裂、塌角過大、毛刺過大等成形缺陷。而對精沖斷裂的控制又是精沖工藝控制的一大任務(wù)。對精沖斷裂的控制，要求對材料起裂與裂紋擴展作出預(yù)測，這必須借助于有限元工具來進行模擬。 針對精沖裂紋擴展的問題進行了深入的研究。對于現(xiàn)有商業(yè)軟件處理斷裂網(wǎng)格時廣泛采用的單元刪除法，進行了詳細的討論。在此基礎(chǔ)上，

3、用節(jié)點刪除法、尖端網(wǎng)格重劃法進行對比分析。設(shè)計了精沖試驗，用典型的圓形鋼板，采用SS400 鋼材料，進行了多次精沖試驗，以獲得不同凸模行程下的裂紋情況。在此精沖試驗?zāi)Ｐ蜕希烟幚頂嗔丫W(wǎng)格的單元刪除法、節(jié)點分離法、尖端網(wǎng)格重劃法用來模擬此精沖過程，對裂紋網(wǎng)格的處理進行了詳細的討論，最后對不同方法的應(yīng)用情況作了總結(jié)。 單元刪除法具有處理簡單、速度快的優(yōu)點，可以用來處理對斷裂表面仿真要求不高的情況。節(jié)點分離法不適合處理隨機裂紋的網(wǎng)格，