板料虛擬成形應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、板料沖壓成形是零部件非常重要的加工方法，在汽車、飛機、電器儀表等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是板料沖壓成形包含有非常復(fù)雜的物理現(xiàn)象，涉及力學(xué)中的三個非線性問題(材料、幾何、邊界)，因此對于復(fù)雜的成形工藝和模具，設(shè)計質(zhì)量難以得到保證。一些關(guān)鍵性的設(shè)計參數(shù)要在模具制造出來之后通過反復(fù)的調(diào)試、修改才能確定，這樣就浪費了大量的人力、物力和時間。隨著有限元方法和計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬已經(jīng)逐漸成為工藝分析及優(yōu)化設(shè)計的有效工具。 我國汽車、

2、飛機等工業(yè)的發(fā)展，對板料成形過程分析的需求日益迫切，板料成形CAE軟件在我國的應(yīng)用必然越來越廣泛。在現(xiàn)有的板料成形CAE分析技術(shù)方面的資料中，大多側(cè)重于板料成形有限元數(shù)值模擬的理論和方法，涉及該技術(shù)實際工程應(yīng)用的還很少，基于此種情況，我們進行了該方面的研究工作。 文中介紹了近年來國內(nèi)外企業(yè)在金屬薄板沖壓成形仿真研究中的發(fā)展和現(xiàn)狀，以及研究中所使用的軟件UG、DYNAFORM的特點；同時對沖壓成形過程中材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)變化和應(yīng)力

3、應(yīng)變狀態(tài)進行了理論上的分析，還介紹了有限元法的基本思想和動力顯式算法，并對模擬過程中常用的材料模型和單元模型進行了討論。在此基礎(chǔ)上對DYNAFORM在板料虛擬成形前處理應(yīng)用中的實際問題作了進一步研究，主要包括：模型在以IGES格式進行傳輸?shù)倪^程中因為數(shù)據(jù)丟失所引起的幾何模型失真及其修正、幾何模型在網(wǎng)格劃分中所出現(xiàn)的不規(guī)則缺陷的手動修補、復(fù)雜模面的壓料面和工藝補充面設(shè)置等問題。 本文還對沖壓成形常見的缺陷進行了理論分析，對不銹鋼洗

4、手盆、汽車燈前罩以及復(fù)雜汽車覆蓋件等制件的成形過程進行了有限元模擬，發(fā)現(xiàn)了一些成形缺陷發(fā)生的特點和規(guī)律。重點通過對模擬結(jié)果中FLD色譜圖、流動矢量色譜圖等的分析，找出了起皺、拉裂等缺陷與加工過程中幾何及工藝參數(shù)之間的關(guān)系，可以方便的通過對這些圖形的分析得出比較合理的工藝參數(shù)并用于指導(dǎo)實際生產(chǎn)。 研究中最大的創(chuàng)新點在于將資料很少提及的“回彈約束點”在車燈反光罩的回彈模擬中進行了系統(tǒng)分析，討論了約束點的不同位置對制件的應(yīng)力、內(nèi)能以及