基于数值模拟的薄板翻边成形坯料研究

摘要

坯料是薄板冲压成形中一个重要的影响因素，坯料形状和尺寸的确定是当前板料成形研究的一个热点和难点。良好的毛坯形状设计将会使冲压成形的材料流动更加合理，从而明显地减少起皱、拉裂等缺陷的产生，提高成形产品的质量和精度，节省材料成本，达到经济性和成形性的最佳结合。 随着计算机技术的迅速发展和有限元理论的日趋成熟，有限元模拟仿真在板料成形分析中的应用越来越广泛，这种方法能精确地模拟分析几何非线性、材料非线性和边界条件非线性为一体的板料冲压成形。本文针对目前科研和生产中坯料的问题，在综合消化了大量国内外技术资料的基础上，使用模拟仿真软件DYNAFORM，以有限元理论知识为基础，对翻边成形中的坯料进行详细分析。 本文在广泛查阅文献的基础上，首先从薄板成形的基础理论和现状入手，对翻边成形和坯料求解方法进行了重点研究；对薄板的数值模拟仿真技术做了详细阐述；再以一个典型翻边件为研究对象，对不同形状的初始坯料，从其成形极限、成形后的厚度变化及应力应变的分布进行分析比较；并进一步从坯料的润滑情况对成形的影响进行分析总结；随后选取不同性能的材料进行对比，对其在翻边成形中的能量消耗、应力分布情况进行对比研究，得出相关的规律和结论；再通过有限元模拟的方法对坯料进行优化，使最终模拟结果与设计产品接近；最后将研究结论进行了实验验证，并推广用于其它零件的生产，得到了满意的结果。 本课题从理论分析出发，以有限元模拟为手段，主要研究的是有关翻边成形的坯料，得出了相关结论，对其它冲压成形起到有价值的指导和参考作用。