锻压过程中操作机钳口的有限元接触分析

摘要

锻压操作机是压力机的重要配套设备，主要特点是载荷大，自由度多。操作机在锻压过程中必须保证对锻件的稳定夹持，钳口和锻件之间的接触情况直接反映了夹持的稳定性。经典接触力学理论可以解决相对简单的接触问题，但应用范围有限。本文通过有限单元法，对钳口和锻件之间的接触情况进行计算。本文所做的工作如下：
　　 (1)讨论了接触分析的有限元法对有限元接触算法的数学原理进行了讨论，对比了常用三种算法的约束精确度。讨论了隐式和显式解法的求解特点，给出了两种解法的精确度对比。
　　 (2)建立了锻压操作机的有限元模型运用ABAQUS 建立了操作机和锻件的有限元模型。完成了操作机夹持器和本体的机构、接触对等的定义。指出了建模中影响接触计算准确性的因素。
　　 (3)对锻压过程中钳口和锻件之间的接触应力进行了有限元计算对操作机进行运动仿真，确定了三个阶段中的受力情况，给出了仿真计算中的边界条件。在不同温度、不同载荷的情况下，分阶段进行了接触计算，得到了接触应力分布形式，以及温度、夹持力对应力分布的影响。提取了夹持力失衡情况下的接触应力分布特点，为稳定夹持的提供了评价依据。分析了锻件变形对夹持力平衡的影响。