高强度钢П形件回弹的数值模拟研究

摘要

近年来，高强度钢在提高安全性能和降低成本方面较其它材料具有较大的优势，因而得到广泛应用。高强度钢板的冲压成形技术可以满足节约能源、环境友好和碰撞安全的要求，并且在各种工业生产上具有广阔发展前景，例如汽车工业、航空航天工业等。
　　板料成形数值模拟技术广泛应用于板料冲压成形分析领域，在利用数值模拟技术分析高强度钢板的冲压成形过程时，可以比较准确地预测工艺参数的变化对板料成形过程的影响，并以该分析结果为依据对工艺参数、模具结构等进行优化使冲压件符合产品设计要求。
　　本文利用有限元分析软件Dynaform对Π形件的冲压成形过程进行数值模拟，并对成形结果进行回弹分析，得到回弹产生的原因和板料应力变化情况，通过改变冲压成形过程中的工艺参数，得到了不同摩擦系数、冲压速度、凸凹模间隙、凸模圆角半径和凹模圆角半径这五个工艺参数下Π形件的回弹结果，并分析了各工艺参数对Π形件回弹的影响规律。将Π形件的回弹量作为试验指标，以摩擦系数、冲压速度、凸凹模间隙、凸模圆角半径、凹模圆角半径这五个工艺参数作为影响Π形件回弹结果的因素，进行正交试验。通过比较极差可以得出，在回弹量的指标下，对Π形件的回弹影响程度的先后顺序为摩擦系数、凹模圆角半径、凸模圆角半径、冲压速度、凸凹模间隙，得出当摩擦系数为0.1，冲压速度为4000mm/s，凸凹模间隙为1.3mm，凸模圆角半径rp为0.6mm,凹模圆角半径rd为7mm时，为Π形件成形的较好工艺参数的组合。采用模具型面补偿法和设置拉延筋法对Π形件的回弹进行控制，通过两次模具型面补偿和分别设置不同的拉延筋位置、形状和尺寸参数，使Π形件的回弹得到了有效的控制。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 高强度钢的分类

1．2．1 典型高强度钢DP钢的性能与特点

1．3 板料冲压成形的研究方法

1．4 板料冲压成形缺陷

1．4．1 起皱

1．4．2 拉裂

1．4．3 回弹

1．5 高强钢板成形的国内外研究现状

1．6 本文研究的主要内容

1．7 本章小结

2 板料成形数值模拟分析理论

2．1 板料冲压成形数值模拟技术

2．2 Dynaform有限元软件简介

2．3 屈服准则

2．3．1 Mises屈服准则

2．3．2 Hill屈服准则

2．3．3 Barlat屈服准则

2．4 板料成形有限元算法

2．4．1 动力显式算法

2．4．2 静力隐式算法

2．5 本章小结

3 基于Dynaform的冲压成形数值模拟

3．1 建立有限元分析模型的一般过程

3．2 有限元模型

3．2．1 零件几何模型

3．2．2 有限元模型的建立

3．2．3 材料性能参数

3．3 前处理

3．4 冲压成形仿真分析

3．5 回弹分析

3．6 本章小结

4 影响Π形件回弹的因素分析

4．1 摩擦系数对Π形件回弹的影响

4．1．1 凹模和压边圈与板料之间摩擦系数的影响

4．1．2 凸模与板料之间摩擦系数的影响

4．2 冲压速度对Π形件回弹的影响

4．3 凸凹模间隙对Π形件回弹的影响

4．4 凸模圆角半径对Π形件回弹的影晌

4．5 凹模圆角半径对Π形件回弹的影响

4．6 正交试验

4．6．1 确定试验因素和水平

4．6．2 正交表的选取

4．6．3 极差分析

4．7 本章小结

5 Π形件的回弹控制

5．1 模具型面补偿法

5．1．1 模具型面补偿法的基本原理

5．1．2 Π形件的回弹补偿

5．2 拉延筋

5．2．1 拉延筋的作用

5．2．2 拉延筋形状

5．2．3 拉延筋对回弹控制的原理

5．2．4 基于拉延筋的回弹控制

5．3 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

论文发表情况

致谢