金屬板材深沖成形過(guò)程的有限元模擬.pdf

1、板金件由于輕質(zhì)、互換性好、表面光潔度高、成本低而被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、電子等領(lǐng)域.沖壓成形是生產(chǎn)板金零件的一種主要手段.板材沖壓成形中包含著非常復(fù)雜的物理現(xiàn)象,涉及力學(xué)中的三大非線性詞題(材料、幾何、邊界).傳統(tǒng)沖壓過(guò)程的模具設(shè)計(jì)是一個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的"試錯(cuò)"過(guò)程.該文采用有限元法對(duì)板材沖壓過(guò)程進(jìn)行了模擬分析,希望對(duì)板金的模具設(shè)計(jì)起到一定的指導(dǎo)作用.采用有限元軟件MSC.Marc,基于更新拉格朗日法和靜態(tài)隱式算法建立了有限元模型研究金屬

2、板材深沖成形過(guò)程.模擬中模具看作剛體,板材作為變形體.接觸面間的摩擦約束采用庫(kù)侖摩擦模型.研究得到以下結(jié)果:1.采用各向同性的剛塑性材料模型,分析Zn-22Al合金板材U形超塑性深沖成形過(guò)程,得出了深沖過(guò)程板材中的應(yīng)力、應(yīng)變和摩擦分布,并對(duì)壁厚和模具受力進(jìn)行了計(jì)算.2.采用各向同性的彈塑性模型對(duì)大洋不銹鋼公司的水槽深沖過(guò)程進(jìn)行了模擬,分析了深沖過(guò)程的應(yīng)力、應(yīng)變和厚度分布,預(yù)測(cè)了易發(fā)生起皺的區(qū)域,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.3.采用各向異性的彈塑性

3、模型對(duì)大連創(chuàng)新零部件制造公司的A型油底殼進(jìn)行建模分析.由于模型中的元素類型、摩擦系數(shù)、強(qiáng)化模型、網(wǎng)格類型對(duì)板材成形模擬結(jié)果影響較大,因而對(duì)這幾個(gè)參數(shù)對(duì)建模的影響進(jìn)行了研究.采用截面分析法對(duì)油底殼壁厚變薄分布的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行比較,在MARC上得到了一個(gè)優(yōu)化的有限元模型,即采用四節(jié)點(diǎn)殼單元、網(wǎng)格自適應(yīng)技術(shù)、摩擦系數(shù)為0.1和等向強(qiáng)化模型.該模型為建模過(guò)程提供了一個(gè)更加精確的解決方法,并可減少過(guò)多的計(jì)算時(shí)間.采用此模型對(duì)該工件的初始設(shè)