不锈钢筒形件拉深成形中变压边力影响的数值模拟与试验研究

摘要

结合该课题的试验条件,该项目主要是通过有限元法进行模拟分析和试验研究不锈钢筒形件拉深成形过程中,变压变力对不锈钢筒形件拉深成形的影响规律,以及探讨对如何实现板料超低拉深系数的拉深,提高拉深工件质量的压边力变化规律.通过系统地分析筒形件拉深成形机理,建立板料拉深成形的有限元模型.并应用ANSYS/LS-DYNA软件对板料拉深过程进行了有限元模拟和分析.模拟分析表明,采用从大→小→大的变压边力进行拉深,可实现系数为0.50的超低拉深系数拉深;而采用定压边力则成功率很低,且工件表面质量差.该文对厚度为0.6mm的不锈钢板料拉深成形筒形件模拟结果进行了试验验证.试验分拉深系数m=0.55和m=0.50两组情况进行.结果表明,对于m=0.55的拉深,定压边力、各种变压边力均可以顺利完成拉深,压边力影响效果并不显著.m=0.50的超低拉深系数试验,采用定压边力、以及小→大和大→小的变压边力曲线,均无法得到理想地拉深效果,成功率较低.只有采用从大→小→大的变压边力,才可以很顺利地完成进行拉深,且工件质量良好.采用变压边力控制方法有利于降低拉深系数,提高拉深成形的表面质量,还可减少工件拉裂的几率.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1前言

1.2国内外关于板料成形中变压边力控制的研究概况

1.2.1压边力控制曲线的预测研究

1.2.2合理控制压边力可以改善拉深系数

1.3本研究课题的学术背景

1.4课题研究的目的与意义

1.5课题来源与研究内容

1.6采取的研究方法和技术路线

1.7本研究课题的特色与创新点

1.8本章小结

第二章筒形件拉深成形机理分析

2.1引言

2.2拉深成形过程

2.3筒形件拉深成形过程应力分析

2.3.1无压边圈的拉深

2.3.2有压边圈的拉深

2.4变压边力控制

2.5极限拉深工艺原则

2.5.1拉深系数与极限拉深系数

2.5.2极限拉深工艺原则

2.5.3合理控制压边力可以改善拉深系数

2.6拉深速度对板料拉深变形的影响

2.7本章小结

第三章筒形件拉深成形有限元分析

3.1引言

3.2板料成形过程的有限元方法

3.2.1基本方程

3.3有限元方程的求解方法

3.3.1中心差分法显式

3.3.2单元计算的单点积分和沙漏控制

3.4接触算法

3.4.1处理接触问题的常用方法

3.4.2对称罚函数法的步骤

3.5常用单元及其计算结果比较

3.6本章小结

第四章不锈钢筒形件拉深成形数值模拟

4.1引言

4.2不锈钢筒形件拉深成形模拟仿真

4.2.1前处理

4.2.2求解器

4.2.3后处理

4.3拉深系数m=0.50的模拟仿真

4.3.1采用从大→小→大的变压边力曲线

4.3.2小→大的变压边力曲线

4.3.3大→小的变压边力曲线

4.4拉深系数m=0.55的模拟仿真

4.4.1定压边力

4.4.2变压边力曲线

4.5本章小结

第五章筒形件拉深试验

5.1筒形件拉深试验研究

5.2不锈钢筒形件拉深成形试验

5.2.1拉深系数m=0.55

5.2.2拉深系数m=0.50

5.3实验结论

5.4本章小节

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢