先进高强度钢扭曲回弹研究

摘要

板料成形回弹的数值模拟计算是一个包含了几何非线性、材料非线性和边界非线性的强非线性问题,仿真建模的精度直接影响到回弹预测的精确性,在本文中详细叙述了板料成形回弹仿真建模的各项关键技术。
　　 先进高强度钢在板料成形中的广泛应用使得回弹问题更加突出,且回弹规律不同于普通软钢。回弹是影响冲压件尺寸精度和装配精度的主要因素之一,是成形后卸载过程中内弹性应力释放的结果。回弹主要表现为开口回弹、卷曲回弹和扭曲回弹等,其中以扭曲回弹最难控制和克服。
　　 为研究扭曲回弹的机理,几何特征、工艺参数和材料特性等因素对其影响及数值仿真预测的精度,设计开发了扭曲回弹特征模具和检具,进行了大量的物理实验和数值模拟计算。
　　 围绕先进高强度钢的扭曲回弹这一主题,本论文主要开展了以下几方面的研究内容:
　　 1.结合拉丁超立方试验设计、二次多项式响应面和可行方向法对扭曲回弹特征模具的特征参数进行了优化设计,并设计制造了实验用扭曲回弹模具和相应的测量检具；
　　 2.基于开发的扭曲回弹特征模具开展了变几何特征、不同工艺条件和几种不同类型与不同强度级别的先进高强度钢的扭曲回弹物理实验,得到了各因素对扭曲回弹的影响规律；
　　 3.采用均匀试验设计,进行了变截面试件扭曲回弹对冲压回弹仿真参数(板料单元尺寸、厚向积分点数、模具圆角单元数、虚拟冲压速度)的敏感性分析。