基于數(shù)值模擬和試驗(yàn)的彎曲回彈及模具型面補(bǔ)償研究.pdf

1、回彈是沖壓成形過程中普遍存在的一種不可避免的現(xiàn)象，直接影響著沖壓件的品質(zhì)。回彈控制對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)、開發(fā)成本和周期有著重大影響，一直是國內(nèi)外重點(diǎn)研究的工程難題。板料的彎曲回彈問題非常復(fù)雜，零件最終的回彈形狀是其整個(gè)成形歷史的積累效應(yīng)，而板料成形過程與材料特性、模具幾何形狀、摩擦接觸以及沖壓工藝參數(shù)等眾多因素密切相關(guān)。本文應(yīng)用正交試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，以回彈值大小為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)回彈影響較大的幾個(gè)因素，選取適當(dāng)?shù)乃?，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)方案，在材

2、料參數(shù)一定的條件下，通過數(shù)值模擬，研究和分析幾個(gè)關(guān)鍵因素對(duì)U、V形件彎曲回彈的影響，通過對(duì)結(jié)論進(jìn)行分析和說明，得出影響回彈大小的主要因素，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果，進(jìn)行成形工藝方案的初步優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，以非均勻回彈的類U形件為研究對(duì)象，對(duì)基于虛擬試模的模具型面補(bǔ)償法進(jìn)行深入探索。取得的成果對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程中減小和控制板料沖壓成形中的回彈，提高汽車沖壓件成形的制造精度、減少模具設(shè)計(jì)制造的成本、縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期等具有重要的工程實(shí)際

3、意義。
　　 本文的研究工作主要有以下幾個(gè)方面:
　　 1.系統(tǒng)地總結(jié)了國內(nèi)外在回彈方面所取得進(jìn)展和研究成果，指出有限元數(shù)值模擬正成為目前回彈預(yù)測(cè)的最有效方法，基于回彈仿真和試驗(yàn)相結(jié)合的回彈加工型面的補(bǔ)償技術(shù)是未來從根本上對(duì)回彈進(jìn)行控制最有效的途徑。
　　 2.分析了回彈缺陷產(chǎn)生的機(jī)理，U、V形件彎曲成型時(shí)回彈的特點(diǎn)以及回彈的形式。總結(jié)了影響回彈值大小的主要因素和常見的控制回彈的措施。歸納了利用模具型面補(bǔ)償法實(shí)現(xiàn)

4、對(duì)回彈控制的原理。
　　 3.討論了與回彈預(yù)測(cè)精度有關(guān)的一些數(shù)值模擬關(guān)鍵技術(shù):材料模型的建立、單元類型的選擇、求解過程、求解算法以及接觸摩擦處理，在此基礎(chǔ)上，總結(jié)了一套最有效的針對(duì)回彈問題的數(shù)值模擬方法，歸納了利用DYNAFORM進(jìn)行回彈分析的一般步驟。
　　 4.采用正交試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)方案，進(jìn)行數(shù)值模擬，利用極差分析法對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理，全面分析了幾個(gè)相互交錯(cuò)的影響因素對(duì)回彈的影響趨勢(shì)及程度，由極