板料多次拉深過程數(shù)值模擬分析.pdf

1、多次拉深成形技術(shù)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，多次拉深成形就是將零件拉深變形的總變形量進(jìn)行分配，每次拉深完成零件的一部分變形，最后制成所需要的零件。多次拉深成形的機(jī)理非常復(fù)雜，在多次拉深成形中，后續(xù)工序的坯料為半成品工件，半成品工件已經(jīng)歷過一次或多次變形，坯料在材料性能和幾何形狀上都發(fā)生了一定的變化。所以相對(duì)于一次拉深成形來說，多次拉深成形有其特殊的變形規(guī)律和相應(yīng)的變形工藝。目前，對(duì)板料拉深成形的數(shù)值模擬研究工作，大多集中在首次拉深成形，對(duì)于多次

2、拉深成形，很多理論和經(jīng)驗(yàn)公式都是根據(jù)首次拉深通過一定的簡化、假設(shè)推導(dǎo)出來的，缺乏實(shí)際依據(jù)，還具有許多需要克服的困難，對(duì)多次拉深成形進(jìn)行系統(tǒng)的、深入的研究非常少。本文采用數(shù)值模擬方法，全面深入地研究多次拉深成形。本課題的研究對(duì)促進(jìn)先進(jìn)技術(shù)在沖壓行業(yè)中的應(yīng)用，提高整個(gè)沖壓行業(yè)應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的水平，具有十分重要的意義。 本文系統(tǒng)闡述和討論了板料沖壓成形數(shù)值模擬的非線性有限元理論；比較了T.L.法和U.L.法這兩類大變形彈塑性有限元方程的

3、列式和求解特點(diǎn)，提出了適合板料成形數(shù)值模擬的彈塑性本構(gòu)方程；分析并比較了Hill屈服準(zhǔn)則和Barlat屈服準(zhǔn)則，并指出屈服準(zhǔn)則的選用方法；分析并比較了各種單元類型的異同點(diǎn)，指出BT單元無論是從計(jì)算精度還是從計(jì)算效率兩個(gè)方面考慮都是最適合多次拉深成形數(shù)值模擬的單元類型；分析并比較了隱式、顯式和顯隱式綜合算法，并給出了采用動(dòng)態(tài)松弛算法時(shí)虛擬速度和虛擬質(zhì)量的選取方法。本文在分析板料成形有限元數(shù)值模擬的基礎(chǔ)上，介紹了多次拉深成形數(shù)值模擬的一般過

4、程，分析了多次拉深成形數(shù)值模擬的關(guān)鍵技術(shù)：幾何模型的建立、單元類型的選擇和網(wǎng)格劃分、屈服準(zhǔn)則的選用、邊界條件的處理、板料與模具間干涉問題的處理、工步間變化歷史信息的傳遞等。以數(shù)值模擬等先進(jìn)技術(shù)解決工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的實(shí)際問題是板料成形技術(shù)的發(fā)展方向。本文以管子支架的多次拉深成形為例，分析多次拉深成形中不同的凸模圓角半徑、模具間隙、壓邊力、壓邊間隙、摩擦系數(shù)對(duì)拉深成形性能的影響，得出了這些因素與工件首次拉深最大變薄率的關(guān)系。 本文的研