板料拉深中的摩擦研究及其仿真分析

板料拉深中的摩擦研究及其仿真分析

王彦[1]2002年在《板料拉深中的摩擦研究及其仿真分析》文中研究指明本文将摩擦学理论与金属塑性加工理论相结合,建立了以分析拉深摩擦应力和变形分布为目的的叁维有限元分析模型。基于该有限元模型和ANSYS/LS-DYNA软件平台,分别针对板料与凹模、凸模、压边圈间摩擦进行了叁维有限元分析,探讨了板料拉深成形过程中摩擦因素对板料应力应变分布规律的影响。并基于拉深成形过程中节点处的接触状态从微观上分析了板料在不同部位的内应力变化。 由于本文在研究中考虑了材料性能及摩擦阻力对板料拉深过程应力应变的影响和不同部位的内应力变化,因此,研究可为拉深材料选择、模具设计及产品质量分析提供借鉴。

沙洵[2]2017年在《双相钢DP590摩擦系数测定及其成形极限研究与应用》文中研究表明汽车未来朝着轻量化的方向变革,实现轻量化的有效方式就是采用先进高强度钢。然而,在汽车车身结构件的成形中依然会发生拉毛及减薄破裂等现象。本文以双相钢DP590为研究对象,探究其成形极限的理论预测和试验的对比,并以此作为拉深仿真的失稳判据。在导入最佳表面质量下的摩擦系数和流变曲线的条件下,采用仿真与实际拉深试验对比验证的方法,分析拉深件不同部位的减薄和拉裂的情况。本文主要的研究内容归纳如下:(1)根据板料与模具接触应力的范围,设置合理的工艺参数进行研究不同载荷和不同滑动速度对DP590摩擦系数的影响。结果发现,法向载荷和滑动速度对双相钢DP590的平均摩擦系数都有一定的影响,即当载荷增大,DP590的平均摩擦系数先升高然后减小,而当销球滑动变快,DP590的平均摩擦系数跟随着降低。通过SEM观察DP590钢板的表面形貌,确立了DP590的最佳表面质量下的摩擦系数。(2)通过单向拉伸试验获取了DP590的流变曲线,并由经典的Hollomon硬化曲线方程结合最小二乘法求出应变硬化指数n以及硬化系数K。由DP590拉伸过程中的应变强化和缩颈的临界状态推导Considere判定法则,从而找出材料发生失稳的临界点,这为理论预测成形极限奠定了基础。计算DP590的各向异性指数r,作为理论预测成形极限的导入参数。(3)基于Hill-Swift失稳理论,并联合Hill48屈服条件和Hollomon硬化曲线推演了双相钢DP590的成形极限显式预测公式。用刚模胀形试验获取的极限应变点与理论预测值对比探究,结果发现,试验测得的极限应变值整体上要高于显式预测公式计算的极限应变值。(4)将摩擦系数、单拉曲线和成形极限等力学性能参数导入到有限元软件Dynaform中,先通过拉深实验与仿真结果对比,论证仿真结果的可靠性,再分析工艺参数对DP590拉深件不同部位减薄的效果。结果表明,压边力对DP590拉深件的减薄起重要作用,凸缘部位和凹模圆角上半部增厚,凹模圆角下半部和筒壁部位均有不同程度的减薄,而危险断面处的减薄率最大。在低速状况下,凸模运行的速度对DP590拉深件减薄的作用不明显。

王成[3]2010年在《拉深成形的计算模型研究》文中认为在板料拉深中,高质量的拉深件不仅需要合理的工艺参数,还要采取良好的润滑措施,成形中出现的一些质量缺陷,如起皱、表面有擦痕、划伤等,都与摩擦特性掌握不好有关。板料拉深是一个复杂的非线性问题,各成形参数相互耦合,为保证板料的润滑状态就要选择合适的冲压参数。本文以板料法兰区为研究对象,通过对拉深成形过程进行仿真得到各冲压参数对成形速度的影响曲线及数据。在数值分析的基础上,归纳推导出法兰区金属的成形规律,得到了法兰区成形速度方程。根据薄膜润滑理论,建立拉深成形过程的润滑模型。考虑冲压速度、压边力、润滑剂粘度等对板料润滑性能产生影响的因素,并将拉深成形的参数与润滑方程相结合,得到了实用的拉深成形状态方程。以拉深成形状态方程为基础进行板料法兰区的润滑状态分析,在给定冲压速度、润滑剂粘度的情况下利用差分法求得相应的压边力以及油膜的分布。利用该方程对拉深成形过程进行分析得出了润滑状态随润滑剂粘度的变化规律,对生产过程中确定工艺参数提供简单可行的理论依据。通过实例分析,得到板料法兰区油膜厚度的分布规律,与计算模型预测结果进行比较,证明了该润滑模型可以较好的预测给定参数下板料的润滑状态,为实际生产选择合适的润滑剂提供了一定的参考价值。

孙琳琳[4]2006年在《板料拉深中的拉延筋设置规律研究》文中进行了进一步梳理设置拉延筋是提高复杂曲面拉深件成形均匀性的有效手段,等效拉延筋技术使拉延筋数值模拟成为当今板料成形中拉延筋设计的主要途径。然而,在模拟试验中,要确定等效拉延筋的类型、参数及位置是一个较为复杂的问题,需要依靠前人总结的经验原则,通过不断的调整和试验才能得到最优结果。针对这一现状,本文对不同形状拉深件中拉延筋的设置规律进行了研究。 本文将常见的典型形状拉深件进行分类,应用板料成形分析软件DYNAFORM的等效拉延筋模拟功能,对这些典型拉深件分别进行拉延筋设置的数值模拟试验。通过对模拟试验结果的分析,得出拉延筋类型随拉深件凹模口轮廓形状的设置规律,并通过在某蹲便器拉深件和车身覆盖件模具设计中的应用,证明了其可靠性,全面总结和验证了现有的、有关拉延筋设置的经验和原则。 为探讨拉深件凹模口轮廓圆弧部分的拉延筋在类型选择上的规律,利用正交试验设计方法,通过大量的模拟试验和试验结果分析,总结出圆弧部分拉延筋的类型随板料厚度、拉深件尺寸、临边轮廓曲线曲率的变化趋势,以及拉延筋拉延阻力与以上因素之间的关系。从而使实际生产中,拉延筋的类比设置以及在拉深工件尺寸或某些工艺参数变化的情况下如何调整拉延筋有了规律可循。

袁美玲[5]2009年在《异形波导件精密塑性成形工艺研究》文中研究说明异形波导件在雷达系统中起传导光波信号的作用,应用广泛,几何尺寸要求严格。传统加工方法生产效率低,加工成本高,因此急需开发一种新的成形工艺以满足实际生产需要。本文对比分析了机械加工、精密铸造、板料拉深及打弯拼焊的利弊,确定最优工艺方案为板料拉深成形。为提高生产效率,保证零件的对称性及垂直度要求,根据零件的结构特点对比四种不同拉深成形结果,本文最终采用四件合一、中厚板正、反拉深对该波导件进行温成形,有效地控制了成形的破裂、起皱等缺陷,说明该方法在波导件成形设计中的应用具有实际意义。本文对异形波导件成形工艺与模具设计进行研究,主要做了以下的工作。首先,运用DEFORM-3D软件对波导件的成形过程进行了模拟,通过对模拟结果的分析可知:在拉深过程中,若采用平底凸模进行一道次正拉深会导致拉深件最终的破裂,因此在正拉深时设计一个球形凸模,以减少后续反拉深时成形缺陷的产生。其次,运用灰色系统理论的多目标优化方法,对波导件成形过程中的摩擦系数、温度、凸凹模圆角半径和工艺孔直径四个参数进行优化,获得侧壁厚度最小值、底厚最小值和拉深高度等质量目标函数的最优工艺参数组合,通过仿真验证,优化后的成形均匀性和成形效果明显提高。最后,根据异形波导件的成形工艺特点及实际生产条件,设计了一套正、反拉深复合模,使正、反拉深在一套模具普通液压机上完成加工,以提高生产率及制件质量,降低生产成本。并设计了加热保温装置、球形凸模及其与上模座相连的弹簧,以保证成形效果良好。并将局部加载原理应用于整形挤压模的模具设计,在挤压凸模底部设计一个凹槽,以降低挤压力,延长模具寿命。

金洁[6]2007年在《H弯波导件多道次拉深成形技术的研究》文中研究表明H弯波导件为军用雷达上的重要构件,加工量大,应用广泛。本文以H弯波导件为研究对象,对比分析了机械加工、精密铸造、板料拉深成形及打弯拼焊四种不同加工方案的利弊,确定最优加工工艺方案为板料拉深成形。基于有限元数值模拟(CAE)技术,研究该零件的多道次拉深成形过程。同时采用正交优化技术分析了主要几种工艺参数对H弯波导件多道次拉深成形质量的影响。首先对H弯波导件单次拉深成形过程进行了数值模拟,并将模拟结果与物理实验相比较,验证了两者的一致性,分析说明单次拉深方法的不可行性。通过工艺分析确定采用叁道次拉深成形此零件,并确定每道次拉深变形的参数匹配。利用UG造型软件建立每道次拉深的凸凹模模型,导入适用于板料成形的有限元数值模拟软件Dynaform中,创建相应的有限元分析模型,进行模拟,将前一道次模拟后毛坯的应力应变信息完整的传到下一道次的模拟中,保证了多道次拉深的传递性。通过模拟计算所得的成形极限图、厚度分布图及应力应变图等分析各道次成形过程中板坯塑性流动及受力情况。在此基础上以变形程度剧烈的第一道次拉深过程为对象,运用正交优化的方法研究压边力大小、摩擦系数、凸凹模间隙及凸模虚拟速度对于拉深成形质量的影响主次关系,以零件的增厚率和减薄率为主要判断依据,在可选的参数范围内,得出成形该零件最优的一组参数组合:压边力为50KN、摩擦系数为0.09、凸凹模间隙为3.3mm、凸模速度为1500mm/s。

参考文献:

[1]. 板料拉深中的摩擦研究及其仿真分析[D]. 王彦. 武汉理工大学. 2002

[2]. 双相钢DP590摩擦系数测定及其成形极限研究与应用[D]. 沙洵. 江苏大学. 2017

[3]. 拉深成形的计算模型研究[D]. 王成. 山东理工大学. 2010

[4]. 板料拉深中的拉延筋设置规律研究[D]. 孙琳琳. 山东大学. 2006

[5]. 异形波导件精密塑性成形工艺研究[D]. 袁美玲. 合肥工业大学. 2009

[6]. H弯波导件多道次拉深成形技术的研究[D]. 金洁. 合肥工业大学. 2007

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