TZM合金料舟彎曲沖壓成形數(shù)值模擬研究.pdf

1、板料沖壓成形是一種廣泛應(yīng)用的金屬材料塑性加工方法，沖壓成形工藝和沖壓模具設(shè)計(jì)往往依賴于實(shí)際經(jīng)驗(yàn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和傳統(tǒng)理論。因此，很難把握沖壓件的成形規(guī)律與成形特點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)制造出來的沖壓模具需要經(jīng)過反復(fù)調(diào)試和修正。利用數(shù)值模擬技術(shù)可以預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)中存在的缺陷，優(yōu)化沖壓工藝，改進(jìn)模具設(shè)計(jì)，縮短制造周期，降低成本。
　　 本文首先依據(jù)需沖壓材料TZM合金(Ti-Zr-Mo)的加工性能，研究制定出符合要求的沖壓工藝方案，并根據(jù)成形方案確定出加工

2、模具，然后探討了實(shí)現(xiàn)ANSYS/LS-DYNA的沖壓成形有限元數(shù)值模擬的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，并利用ANSYS/LS-DYNA計(jì)算軟件對(duì)TZM合金板料的彎曲沖壓過程進(jìn)行模擬，最后討論了沖壓工藝參數(shù)與模具參數(shù)對(duì)沖壓成形結(jié)果的影響。研究主要取得以下成果：
　　 (1)根據(jù)TZM合金的特性，研究出由TZM合金板料彎曲沖壓成形料舟加工工藝，依據(jù)該工藝對(duì)成形模具進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，運(yùn)用ANSYS/LS-DYNA計(jì)算軟件對(duì)其成形過程進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)存在的問

3、題，經(jīng)過不斷修正，最終設(shè)計(jì)出符合加工工藝要求的模具。
　　 (2)對(duì)TZM合金板料彎曲沖壓成形過程進(jìn)行模擬，分析板料成形過程中應(yīng)力應(yīng)變、板料成形極限圖等，結(jié)果表明成形后料舟各部位都處于安全區(qū)域，成形效果比較理想；板料成形過程中最大等效應(yīng)力與應(yīng)變均發(fā)生在料舟凸緣角部位（搭接縫起始點(diǎn)）。
　　 (3)通過對(duì)初始毛坯形狀、摩擦系數(shù)、模具間隙、沖壓速度對(duì)板料彎曲成形性能的影響進(jìn)行了研究與分析，得出了以下幾個(gè)結(jié)論：①料舟圓角搭接縫

4、開口過長(zhǎng)或過短對(duì)彎曲成形最終產(chǎn)品質(zhì)量都是不利；②摩擦系數(shù)由0增至0.3時(shí)，板料等效應(yīng)力應(yīng)變?cè)黾硬⒉幻黠@，但當(dāng)由0.3增至0.6時(shí)，等效應(yīng)力應(yīng)變呈線性上升，料舟翹曲起皺的區(qū)域增多；③模具間隙在合適的范圍內(nèi)對(duì)成形效果影響不大，但過小會(huì)導(dǎo)致板料在擠壓過程中擦傷，過大使搭接間隙增大，影響后期焊接質(zhì)量；④TZM合金塑性變形能力低速較差，高速與中速相同；過低的沖壓速度會(huì)引起板料破裂，反之，過高的沖壓速度會(huì)導(dǎo)致搭接角相互擠角。沖壓速度應(yīng)控制在合理的范