翻邊工藝模擬分析及優(yōu)化.pdf

1、翻邊成形工藝是板材成形工藝中比較重要的一種方法,如今廣泛的應(yīng)用在航空航天及汽車等行業(yè)里面。而翻邊類型中以圓孔翻邊最為普遍,當(dāng)翻邊高度過(guò)大時(shí)成形容易產(chǎn)生破裂的缺陷,因此對(duì)圓孔翻邊的成形性能的研究有著重要的意義。目前,隨著計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的不斷發(fā)展,更多的研究人員都選擇了使用計(jì)算機(jī)有限元模擬的方法來(lái)探討板料成形工藝。計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬技術(shù)可以提前預(yù)測(cè)存在的尺寸結(jié)構(gòu)等問(wèn)題和缺陷的產(chǎn)生,并有效地進(jìn)行改進(jìn),從而縮短了生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本。而針對(duì)該現(xiàn)象

2、,本文采用板料有限元模擬軟件DYNAFORM及ABAQUS對(duì)翻邊進(jìn)行模擬。
　　 長(zhǎng)期以來(lái),沖壓理論及工程應(yīng)用均按平衡方程式rdσ,/dr+(σr-σθ)=0推導(dǎo)圓孔翻邊過(guò)程中變形區(qū)應(yīng)力的分布規(guī)律,但這種平衡方程是在不考慮翻邊過(guò)程中材料發(fā)生的厚度變化為前提條件建立的。按這種方式分析翻邊變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變和求解翻邊變形力,雖然方法簡(jiǎn)便適用,但與翻邊區(qū)域厚度顯著改變這一事實(shí)明顯不符,同時(shí)對(duì)影響翻邊成形過(guò)程的各種因素的估計(jì)過(guò)于粗糙,其

3、計(jì)算結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)際存在較大的誤差。因此,考慮變形過(guò)程中材料厚度變化這一因素,運(yùn)用更實(shí)際的圓孔翻邊平衡微分方程來(lái)進(jìn)行應(yīng)力、板厚與徑向半徑的關(guān)系式的推導(dǎo)顯得十分必要,并且具有一定的理論意義和實(shí)際意義。
　　 影響圓孔翻邊質(zhì)量的因素很多,從凸模形狀,板料的厚徑比到坯料的材料性能,生產(chǎn)的工藝參數(shù)等。通過(guò)有限元分析軟件DYNAFORM對(duì)整個(gè)圓孔翻邊過(guò)程進(jìn)行模擬,并改變凸模形狀即采用拋物線型凸模、圓錐形凸模及球型凸模來(lái)進(jìn)行圓孔翻邊,在同一條

4、件下將其與圓柱形凸模進(jìn)行對(duì)比分析,并改變不同的厚徑比得到不同的翻邊極限系數(shù),闡明采用不同形狀的凸模和不同厚徑比對(duì)翻邊極限產(chǎn)生的影響。
　　 為了探討不同的材料性能參數(shù)和工藝參數(shù)對(duì)翻邊的影響,本文選取了四個(gè)材料性能參數(shù)和工藝參數(shù)對(duì)其進(jìn)行正交試驗(yàn),從而獲得對(duì)圓孔翻邊厚度變薄率影響最大的因素。并利用有限元分析軟件DYNAFORM對(duì)其進(jìn)行模擬,得到不同因素下的最大翻邊變薄率,從而進(jìn)行比較找到對(duì)翻邊板料變薄影響最大的因素。對(duì)以上各種影響圓