DC04、DC05冷轧深冲板圆筒形件极限拉深系数研究

摘要

冷轧深冲板在拉深成形过程中，由于钢板本身各向异性的差异以及加工工艺等因素的影响，板料各个纤维角度方向上会呈现出变形不均匀的现象，因此板料的某个方向上会率先达到拉深极限，在该方向上出现开裂现象。工件出现开裂的情况时，工件产品不合格，无法满足使用要求。而当选择的拉深成形系数远大于极限拉深系数时，会增加拉深道次，延长制造周期，造成原材料的浪费和生产成本的增加。基于此本课题探索冷轧深冲板机械性能的各向异性与极限拉深系数的关系，找出一种快速确定钢板极限拉深系数的方法，同时通过试验确定冷轧深冲板极限拉深系数的准确值，进而补充《冲压手册》中的数据，并推广到实际生产中，为实际生产提供数据依据。　　本文选用了冷轧板中最具代表性的两种板料DC04和DC05进行试验研究，主要内容介绍了拉深成形理论，引用了基于塑性应变比的极限拉深系数模型，介绍了各向异性屈服理论，对比塑性应变比和屈服应力的理论值和单向拉伸试验的实际值表明，DC04和DC05冷轧板的屈服应力在板料各方向上最大偏差均不超过2.6％，塑性应变比在板料各方向上最大偏差不超过3.5%，可以证明单向拉伸试验可靠，同时将单向拉伸试验中得到塑性应变比值和应变硬化指数带入极限拉深系数模型中，得到极限拉深系数的计算值，并依据计算值大小设计冷轧板极限拉深系数的有限元模拟方案，可以有效的节省模拟时间和计算量，应用有限元软件DYNAFORM模拟出冷轧板的极限拉深情况，将冷轧板极限拉深系数的计算值和模拟值优化后设计冷轧板的极限拉深系数试验方案。　　设计了Ⅰ型拉深模具和Ⅱ型拉深模具对DC04和DC05的拉深极限系数试验，得到了板料在45°方向出现开裂情况，结合材料机械性能在各角度方向上的分布情况，指出材料的屈服应力越大和塑性应变比越小的方向上，越容易出现拉裂。通过四组拉深极限系数试验确定了DC04和DC05极限拉深系数的试验值，对比极限拉深系数模型得到的计算值和有限元模拟得到的模拟值，有限元软件的模拟值偏差较小，最小偏差为2.6%，而极限拉深系数模型计算值偏差较大，最大偏差为4.4%，因此，实际工程应用中快速计算极限拉深系数可以通过基于塑性应变比的极限拉深系数模型得到，从而提高生产效率。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2冷轧深冲板的国内外研究现状

1.3极限拉深系数的研究现状

1.4研究的背景及意义

1.5本课题的主要研究内容

第二章 拉深成形理论介绍

2.1拉深成形理论介绍

2.2 极限拉深系数模型

2.3各向异性屈服理论

2.4 极限拉深系数的影响因素

2.5小结

第三章 板料的机械性能测试及其极限拉深系数预测

3.1 引言

3.2 试样制备与试验方法

3.3试验结果分析

3.4极限拉深系数预测

3.5小结

第四章 圆筒形件极限拉深系数CAE模拟分析

4.1 有限元模拟软件（DYNAFORM软件）介绍

4．2极限拉深系数的有限元模拟预测

4.3有限元模拟结果分析

4.4圆筒形件极限拉深系数的优化

4.5小结

第五章 极限拉深系数试验

5.1 引言

5.2坯料制备及拉深设计方案

5.3 极限拉深系数试验

5.4极限拉深系数试验结果分析

5.5小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间主要成果

致谢