板料沖裁過程中模具的碰撞響應研究.pdf

1、沖裁在板料制件加工中得到廣泛應用，但與其他工藝相比，在理論研究，尤其是數(shù)值模擬方面的研究比較少。板料的沖裁加工過程是一個復雜的非線性問題，是一種涉及到彈塑性變形和斷裂的剪切工藝。與其他鍛壓工藝相比，沖裁工藝的主要目的不但是使金屬產(chǎn)生塑性變形，而且還要使金屬產(chǎn)生斷裂分離。板料斷裂分離瞬間，積聚在板料內(nèi)的變形能一下子釋放出來，絕大部分作用在凸模上，使凸模在瞬時受到一個大的沖擊力，類似碰撞沖擊過程的瞬時作用。凸模在往復工作中不斷受到這種沖擊，

2、因而其性能會受到很大的影響，并有可能會導致其失效。針對這一研究現(xiàn)狀以及板料沖裁工藝的特點，本文進行了研究。 首先分析了物體發(fā)生接觸一碰撞的三個階段，對每個階段所需的理論和方法進行了總結(jié)，并以兩個物體碰撞為例，探討了各理論方法的應用。 然后討論了沖裁過程中碰撞仿真模型初始條件與邊界條件的處理方法、材料非線性本構(gòu)關(guān)系的選取、模型虛擬質(zhì)量和虛擬速度等對模擬結(jié)果的影響。 在分析碰撞問題的有限元計算方法的基礎上，對典型形狀

3、的圓形、方形和凹字形凸模在沖擊瞬間的動力響應進行了碰撞試驗的仿真模擬，利用非線性有限元方法建立了簡化的碰撞系統(tǒng)模型，通過分析沖擊后凸模的等效應力、等效應變等參數(shù)，明確了不同形狀的凸模在受到板料沖擊時的先破壞位置。另外，還對沖裁間隙大于或小于推薦間隙值范圍的情況和凸、凹模間隙不均勻的情況作了相應的研究，探討了間隙對凸模壽命的影響，為模具選材及加工工藝提供了理論依據(jù)。 最后還對凸模相關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)在沖裁過程中的動力響應從理論和研究方法上作