軟支撐板材單點漸進(jìn)成形回彈的研究.pdf

1、金屬板材數(shù)控漸進(jìn)成形是一種新興的無模、快速、柔性制造技術(shù)，與傳統(tǒng)沖壓成形技術(shù)相比，不僅成形設(shè)備簡單，而且通用性強(qiáng)，在諸多領(lǐng)域都具有較大的發(fā)展?jié)摿?，特別是在汽車覆蓋件和復(fù)雜板材零件的加工應(yīng)用上。然而，回彈作為漸進(jìn)成形技術(shù)的主要技術(shù)瓶頸，限制著該項技術(shù)的推廣應(yīng)用。由于在整個成形過程中都伴隨著回彈的產(chǎn)生，且回彈的影響因素眾多，使得難于對漸進(jìn)成形的回彈進(jìn)行預(yù)測和控制。
　　支撐是實現(xiàn)漸進(jìn)成形工藝的重要部件，對于保證零件幾何精度非常關(guān)鍵，但

2、以往多采用剛性體支撐，本文則結(jié)合有限元模擬和實驗驗證以探索軟支撐對漸進(jìn)成形成形性能和回彈的影響，這對漸進(jìn)成形技術(shù)的發(fā)展和完善具有重要意義。
　　首先，本文研究了所用的支撐材料及其數(shù)值模擬所用的本構(gòu)方程，通過對支撐材料的單軸拉伸實驗，得到了支撐材料（代木、橡膠、聚氨酯）的名義和真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線，并進(jìn)行了分析。
　　其次，根據(jù)彈塑性有限元理論，通過對單元類型、接觸的處理，建立了方錐臺件的有限元模型；采用數(shù)值模擬軟件ABAQUS

3、對所用支撐材料進(jìn)行本構(gòu)方程的擬合，確定了數(shù)值模擬中支撐材料的本構(gòu)方程；然后，通過數(shù)值模擬獲得了板料在軟支撐下板料的應(yīng)力、應(yīng)變、和厚度分布結(jié)果，結(jié)果表明零件的厚度和應(yīng)變在側(cè)壁上呈現(xiàn)區(qū)域性和規(guī)律性，且適合剛性體支撐漸進(jìn)成形厚度分部的正弦規(guī)律并不完全適合軟支撐漸進(jìn)成形；由支撐在漸進(jìn)成形加工過程中的位移和應(yīng)力的變化可知，軟支撐漸進(jìn)成形零件的變形主要是由支撐的Z方向位移引起的；研究了軟支撐的材料類型對漸進(jìn)成形成形性能影響，結(jié)果表明支撐材料越硬，板

4、料的平均MISS應(yīng)力越小，等效應(yīng)變分布越均勻、等效應(yīng)變越小，厚度分部越均勻、最小厚度越大；針對軟支撐條件下成形零件存在的頂面下落問題，通過對零件形狀的分析和驗證，提出了在軟支撐中心處加剛性支撐的方法進(jìn)行解決。
　　最后，對軟支撐漸進(jìn)成形的回彈及其影響因素-材料的本構(gòu)方程和材料類型進(jìn)行了數(shù)值模擬和實驗研究，結(jié)果表明支撐材料（橡膠）的本構(gòu)方程（多項式模型、Ogden模型和M-R模型）對漸進(jìn)成形的回彈的影響不同，支撐的材料類型對漸進(jìn)成形