中文--針對鋁板金屬新型順序控制技術(shù)改進的模具開發(fā)過程

1、<p>　　針對鋁板金屬新型順序控制技術(shù)改進的模具開發(fā)過程</p><p>　　阿波斯托洛斯（1），拉爾夫施萊希（2）， 馬賽厄斯 教授.博士.工商管理碩士</p><p>　?。?）成型技術(shù)研究所， Holzgartenstr . 17 ，德國斯圖加特70174</p><p>　?。?）內(nèi)卡蘇姆高等教育學(xué)會 戈特利布戴姆勒海峽 .40，德國內(nèi)卡蘇姆

2、74172</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　當(dāng)今的拉伸成型技術(shù)主要用于大型的、平直的金屬板材的生產(chǎn)加工，這些板材主要用于飛機制造工業(yè)（機翼制造）和造船業(yè)。由于高額的投資費用很長的加工時間，傳統(tǒng)的拉伸成型技術(shù)不適用于車身面板的生產(chǎn)。盡管如此，諸如一些零件機械性能的改進之類的當(dāng)下拉伸成型方法所具有的有利之處使得現(xiàn)在拉伸成型技術(shù)對于汽車工業(yè)極具

3、吸引力。</p><p>　　正是由于這個原因，金屬板材成型的一項新的技術(shù)（短循環(huán)拉伸SCS）已經(jīng)在斯圖加特大學(xué)金屬成型技術(shù)學(xué)院(IFU)付諸于實現(xiàn)[1]。SCS技術(shù)在汽車車身面板的加工過程中聯(lián)合了板材的預(yù)拉伸和隨后深拉伸操作，而小汽車車身面板的加工對表面質(zhì)量方面有很高的要求的。SCS技術(shù)是基于僅使用具有很短的加工周期的單動作深拉伸壓力機這樣一個低成本模具上的。[2].在使用典型的低碳合金鋼作為車身面板時，以前的

4、的調(diào)查已經(jīng)顯示出SCS技術(shù)所具有的驚人潛能。在拉伸區(qū)域包含實驗驗證進行的關(guān)于理論上可實現(xiàn)的有效應(yīng)變的可實施的研究證明樣本在拉伸區(qū)域有效的應(yīng)變值是φ≈0.09[3]。</p><p>　　為了滿足日益增長的環(huán)境法規(guī)的要求，汽車工業(yè)通過使用諸如鋁和高強度鋼材之類的輕量級材料集中于解決車體的重量，SCS技術(shù)為在最低投資費用下獲得高表面質(zhì)量的車身面板生產(chǎn)提供了可能，所以有必要證實SCS技術(shù)對于一種新的輕量板材金屬材料來說

5、正如在鋁金屬板材中描述的那樣。由于高強度鋼的材質(zhì)屬性，使得在使用SCS技術(shù)使材料下凹而出現(xiàn)反抗力和局部堅硬時對他的檢測是沒有意義的，盡管如此，鋁是由于低材料性能注定要進行預(yù)拉伸處理以加強這些性能。SCS技術(shù)為鋁板預(yù)拉伸和就零件硬化和耐沖擊性而言的有意義的高的零件質(zhì)量提供了巨大的潛能。</p><p><b>　　關(guān)鍵字：</b></p><p>　　SCS技術(shù) 拉伸

6、成型法 鋁板金屬成型 成型仿真</p><p><b>　　1 、簡介</b></p><p>　　汽車車身面板經(jīng)常被外部狂風(fēng)冰雹或石塊沖擊的外部機械負(fù)荷所接觸，這些局部的負(fù)荷常常導(dǎo)致嚴(yán)重的局部塑性變形。許多研究已經(jīng)表明金屬板材零件的預(yù)拉伸增加了其耐沖擊性[3]。</p><p>　　常見的拉伸成型技術(shù)由于其有預(yù)拉伸，所以允許在零件的成型時

7、增加彎曲抵抗，利用這樣的拉伸成型技術(shù)一些飛機制造業(yè)和造船業(yè)上主要的大型、平直零件就可以被制造出來。由于較高的投資費用和相當(dāng)長的加工時間，這類拉伸成型技術(shù)不適用于車身面板的生產(chǎn)。</p><p>　　為了從拉伸成型技術(shù)中獲益但是同時也節(jié)省投資費用，發(fā)達的SCS技術(shù)好像注定使拉伸成型技術(shù)又一次對汽車工業(yè)產(chǎn)生出吸引力。SCSS技術(shù)使短加工循環(huán)和最佳的零件質(zhì)量很好的結(jié)合在一起[3]。</p><p&g

8、t;　　2 、短循環(huán)拉伸成型（SCS）</p><p>　　在這一章里，我們將解釋SCS技術(shù)的基本功能和以前對SCS的研究探索。</p><p><b>　　2.1 基本功能</b></p><p>　　SCS拉伸成型是融合了金屬板材面板預(yù)拉伸和后續(xù)深拉伸的一項最近的發(fā)達技術(shù)。這項技術(shù)是在斯圖加特大學(xué)金屬成型技術(shù)研究所里發(fā)展起來的，而且它是基于

9、一種低廉的成本的，因為它包含來兩個対置的柱狀模具以提供一個輪流的彎曲和金屬板材邊界的隨意松弛（圖1）。</p><p>　　圖1 SCS模具設(shè)計的基本原理</p><p>　　通過輪流彎曲和松弛坯料的邊緣，坯料的感應(yīng)拉應(yīng)變隨著壓力機的沖擊而增長，直至坯料被拉伸成型。除了坯料輪流的彎曲和松弛外，由于坯料和模具的凸凹肩處的摩擦也會使應(yīng)變水平增加。首先，坯料的拉伸是靠模具咬合作用的幾何學(xué)原理；

10、其次，</p><p>　　側(cè)邊的拉伸可由調(diào)整模具的壓邊圈尺寸和摩擦環(huán)境來預(yù)先確定。更多影響加工的參數(shù)有：模具型腔的寬度和深度，型腔的直徑和型腔的數(shù)量。這個加工過程是如此的復(fù)雜所以材料的替換或是上述任何一個參數(shù)的調(diào)整都需要單獨的進行研究[4]。</p><p>　　早些時候的的研究表明對模具元件的數(shù)量的依賴性和可達到的最大有效應(yīng)變，這些研究包含對不同模具幾何仿真和模具元件的不同數(shù)量的實驗驗

11、證。依靠模具元件數(shù)量和壓力機沖擊，不同有效的應(yīng)變水平是可以達到的，并且是合格的[3]。由于比較不同模具集合體的難度，人們開發(fā)了一個新的基準(zhǔn)方法，通過考慮模具元件數(shù)量、模具型腔的高度、可達到的有效應(yīng)變水平[2,4,5],允許比較不同模具的幾何特性。依靠模具幾何特性和條形坯料尺寸，可以實現(xiàn)的一個最大的有效應(yīng)變值φ≈0.09。</p><p>　　2.2 貼近生產(chǎn)的模具概念</p><p>　　

12、基于2.1章所涉及的研究，一個貼近生產(chǎn)的模具被開發(fā)出來用于制造一個規(guī)模減小的汽車車身面板。這個模具的概念是建立在SCS技術(shù)的基礎(chǔ)之上的，將平板的預(yù)拉伸和后續(xù)深拉伸很好的結(jié)合在一起而在一個壓力機沖程中完成操作的。這個模具和由它生產(chǎn)的零件在一個小規(guī)模的車門面板生產(chǎn)中可由圖2顯示出來。</p><p>　　圖2 貼近生產(chǎn)的模具外形（左邊）和他生產(chǎn)的車外門板（右邊） </p><p>　　這個模

13、具的概念包含兩個相對的聯(lián)鎖裝置：壓力機框架和模具部分。首先依照2.1章的說明傳遞進已拉伸直的板料直到有效的應(yīng)變達到預(yù)先確定的值，一旦上模接觸到預(yù)拉伸板料干涉的壓邊裝置，壓邊裝置可起到一個響聲作用，并且提供所需的約束力，在這個階段板料被深拉伸直到壓力機到達底部的死點位置。首先只有一種鋼板金屬材料的研究是為加工過程中的主要驗證而實施的。厚度為0.75mm的低碳鋼DC04被用來作為條形板料的預(yù)拉伸和車門板的研究，在[3,4,5]低碳鋼DC04

14、加工驗證時有條形板料的預(yù)拉伸，也有車門板的預(yù)拉伸和深拉伸的結(jié)合。</p><p>　　在貼近生產(chǎn)模具的發(fā)展進程中一個基本的工具是有限元（FE）過程模擬。利用為預(yù)拉伸條形板料而設(shè)置的函數(shù)開發(fā)流程的實驗價值可極大的且有效的縮短車門板的開發(fā)時間。有限元（FE）過程模擬在有預(yù)處理工具材料分析和通用顯示分析動力程序（LS-Dyna）求解程序的情況下是可以實現(xiàn)的。圖3顯示了在預(yù)拉伸之后的車門板的過程模擬的結(jié)</p>

15、;<p>　　果，圖4顯示了深度拉伸過程中門板中心在達到最大有效應(yīng)變值φ≈0.06之后有限元（FE）仿真的結(jié)果。</p><p>　　圖3 預(yù)拉伸后車門板成型仿真的結(jié)果[3] 圖4 深度拉伸后車門板成型仿真的結(jié)果[3]</p><p>　　2.3 對SCS進一步可實現(xiàn)的研究</p><p>　　對SCS技術(shù)更進一步的研究主要關(guān)注于坯料周圍壓邊裝置的

16、外形方面。比如說，一個三角形坯料的預(yù)拉伸需要有在坯料所有三個邊界設(shè)計的三個壓邊裝置來模擬，這</p><p>　　些嘗試同樣可以在設(shè)有嚙合壓邊裝置的圓形和梯形坯料上實現(xiàn)[7]。諸如網(wǎng)格細(xì)化和沖</p><p>　　擊速度之類仿真參數(shù)的依賴性的研究也應(yīng)當(dāng)加以分析，更多的關(guān)于此類主題的信息可以在[8]中找到，用鋁合金an AA6016作為車門板的可行性研究同樣也可以在[8]中找到</p&

17、gt;<p>　　相關(guān)信息。仿真只是我們初步的嘗試，所以壓邊裝置的幾何形狀不用調(diào)整是由于材料的改變是可是實現(xiàn)的。盡管如此，其結(jié)果是令人信服的，所以SCS技術(shù)應(yīng)用在鋁合金的加工上看起來是可行的。</p><p>　　3、SCS技術(shù)應(yīng)用于鋁合金成型的模具發(fā)展進程</p><p>　　為了加強鋁合金預(yù)拉伸的壓邊裝置的幾何特性，一個發(fā)展進程的策略將為有效地實現(xiàn)這個目標(biāo)而制定。在這一章

18、我們將描述這一發(fā)展進程的幾個階段。</p><p>　　壓邊裝置最佳化的理論基礎(chǔ)</p><p>　　正如在[5]中所描述的，在預(yù)拉伸低碳鋼DC04時用兩種不同幾何形狀的壓邊裝置使之達到相同的應(yīng)變水平是可能實現(xiàn)的。第一幾何特征三上三下壓邊元件，第二幾何特征提供兩上兩下下壓邊元件，本著使用最少板材的的目的，具有兩上兩下壓邊裝置的鋁合金壓邊裝置幾何構(gòu)造也是可以實現(xiàn)的。首先，具有三上三下壓邊裝置

19、的壓邊幾何構(gòu)造被設(shè)計和模擬的目的是用來識別鋁所能達到的最大有效應(yīng)變，具有三上三下壓邊裝置的最大有效幾何構(gòu)造的模擬結(jié)果如圖5中所示。</p><p>　　圖5 三上三下壓邊元件集合的成型模擬結(jié)果</p><p>　　正如在圖5中所示的那樣，在預(yù)拉伸范圍內(nèi)達到的最大有效應(yīng)變值是φ≈0.04。按照AA6016的均勻應(yīng)變可以得知理論上可得到的最大有效應(yīng)變值將更加高，因為板料</p>

20、<p>　　的彎曲和松弛是在第一個肩軸半徑處且摩擦是在板料和壓邊半徑之間發(fā)生的，在肩部半徑應(yīng)力會增大。其屈服應(yīng)力在超過它的均勻應(yīng)變和樣本斷裂極限前會一直上升，這樣實際可達到的有效應(yīng)變值是顯著的低于理論值的。由板料的彎曲和松弛所引起的屈</p><p>　　服應(yīng)力強化效果已經(jīng)在過去的研究中分析過[3],一個關(guān)于這種強化效果的數(shù)學(xué)特性描述可以在[9]中找到相關(guān)信息。</p><p&g

21、t;　　在第二階段，將壓邊裝置幾何構(gòu)造優(yōu)化使之有三上三下壓邊元件變?yōu)閮缮蟽上聣哼呍Ｍㄟ^減少壓邊元件可以使材料的使用大大節(jié)省。為了通過最少的壓邊元件達</p><p>　　到至少相同的最大有效應(yīng)變，壓邊元件的約束力必須顯著地提高。除了摩擦系統(tǒng)，一個其他的參數(shù)——壓邊半徑也對可實現(xiàn)的有效應(yīng)變有很大的影響，通過減小上壓邊裝置的半徑大小，其約束力和這樣一來的有效應(yīng)變值將會大大增加所以壓扁半徑的選擇可以用來預(yù)先確定必需

22、的有效應(yīng)變值。</p><p>　　可達到的有效應(yīng)變不是決定于壓邊半徑這個唯一因素，壓邊半徑對于安全加工方面也很重要。假若壓邊半徑過小，結(jié)合處的斷裂危險會由于更高的應(yīng)力值而增加。事實上在較小的壓力沖擊下，壓邊半徑實際上越小，有效應(yīng)變值可達到的越大，這樣一來，我們的目標(biāo)就是設(shè)計盡可能小的壓邊半徑以此減小樣本的尺寸，與此同時可增加有效應(yīng)力值。壓邊裝置最佳的幾何構(gòu)型加工是可以通過壓邊半徑的摩擦環(huán)境而使用有限元仿真來實現(xiàn)

23、的。由于因斷裂所引起的更多的所提及的危險，所以我們需要做的一件很重要的事情是：我們要有一個可靠的失效預(yù)測模型，它要有預(yù)測結(jié)合處中心部位的失效的能力，因為在成型模擬中使用了傳統(tǒng)的失效預(yù)測模型，所以在結(jié)合部位的中心區(qū)域失效預(yù)測是不可能的。確保成型加工可行性的最常見的方法是所謂的使用了成型極限曲線（FLC）的成型極限圖（FLD）方法，成型極限曲線（FLC）認(rèn)為應(yīng)變僅僅在中間纖維區(qū)，它也描述了失效發(fā)生處膜不穩(wěn)定首次出現(xiàn)是由于凹形料的進一步變深和

24、出現(xiàn)縮頸[10]。在板料彎曲期間，外部纖維會比中心纖維有更大的拉伸，所以一個板料的失效是由于外部纖維沿著晶界的斷裂，這樣一來，通過中心纖維是不可預(yù)測失效的。</p><p>　　在彎曲期間應(yīng)用FLC標(biāo)準(zhǔn)于一個彎曲板料的外部纖維并且判斷它的應(yīng)變值，總之，一個板料的失效肯定是可以預(yù)測的，因為外部纖維顯著地有效應(yīng)力值會超過FLC，因此，SCS加工包括金屬板料的各種彎曲操作，F(xiàn)LC標(biāo)準(zhǔn)沒有給出可行性報表的預(yù)測。為了消除板

25、料彎曲時的失效現(xiàn)象，也為了開發(fā)出一個有效的壓邊裝置幾何構(gòu)型，一個考慮到材料的彎曲性的增強的失效預(yù)測模型會被使用，這個增強的失效預(yù)測模型考慮了金屬板料外部纖維和中心纖維的應(yīng)力分布情況，所以他可能預(yù)測到彎曲應(yīng)力主要存在的可能部位。在[11，12]中所謂的彎曲極限曲線（BLC）描述了在彎曲占主要負(fù)荷的情況下的失效，在這種情況下，由彎曲和拉伸所組成的一個聯(lián)合負(fù)荷占主要支配地位，所以BLC標(biāo)準(zhǔn)本身對失效預(yù)測是沒有用處的。研究已經(jīng)表明，一個拉伸和同

26、步發(fā)生的彎曲的聯(lián)合是可能在SCS加工中實現(xiàn)的，它增加在材料的彎曲性和應(yīng)變值方面超過了FLC。為</p><p>　　了預(yù)測有高的拉伸應(yīng)變值的彎曲占主要地位的加工過程的可行性，我們要使用更多所提到的增強型失效預(yù)測模型。依據(jù)[10]所謂的CFLC模型考慮了與中心纖維應(yīng)變值和彎</p><p>　　曲半徑相關(guān)的外部纖維應(yīng)變值，像這樣CFLC模型可以預(yù)測SCS期間的失效并且?guī)椭鷫哼呇b置使之最佳化。

27、</p><p>　　壓邊裝置幾何構(gòu)型的仿真最佳化</p><p>　　考慮到上述的參數(shù)，壓邊裝置幾何構(gòu)型將會通過不同的壓邊半徑、壓邊深度、拉伸間隙、樣本尺寸來增強。設(shè)計的具有不同壓邊裝置幾何構(gòu)型的模具被用來仿真以預(yù)測可達到的最大應(yīng)變值和零件在使用增強失效模型時的可行性，超過40種以上的結(jié)合構(gòu)型被設(shè)計出來并用來仿真。在圖6中顯示在頂端的是壓邊裝置幾何構(gòu)型的基本模型和開發(fā)過程中的不同參數(shù)。圖

28、表顯示了在開發(fā)過程中越來越大的有效應(yīng)變值。最終，在考慮一個最高的有效應(yīng)變值的情況下，壓邊裝置幾何構(gòu)型參數(shù)選擇為40并可以生產(chǎn)出來。</p><p>　　圖6 各種參數(shù)和開發(fā)過程下的壓邊裝置幾何構(gòu)型</p><p>　　通常所用的失效預(yù)測模型從本質(zhì)上幫助壓邊裝置幾何構(gòu)型的最佳化?？紤]在預(yù)拉伸區(qū)域可達到的有效應(yīng)變，比如幾何數(shù)是27和40時，其有很大不同。盡管在幾何數(shù)是27時可達到的有效

29、應(yīng)變值恰好是φ≈0.02（由圖6可知），樣本在彎曲時已經(jīng)開始</p><p>　　斷裂，樣本幾何數(shù)實際達到40時其有效應(yīng)變值值是φ≈0.04（由圖6可知），但它是</p><p>　　安全的。樣本在幾何數(shù)27時斷裂是由于在結(jié)合部位外部纖維處的巨大應(yīng)變值。由圖7知，中心纖維的應(yīng)變值是φ≈0.16，F(xiàn)LC標(biāo)準(zhǔn)預(yù)測到了一個安全的部位，外部纖維同時顯示其應(yīng)變值是φ≈0.49。其它的CFLC顯著地高

30、于樣本在40的CFLC是由于它更加接近壓邊半徑，像這樣，應(yīng)變是如此之高，因此由于沿著晶界破裂而使樣本在結(jié)合處的中心開始斷裂。在圖8中，樣本在幾何數(shù)是40時結(jié)合處中心地帶中心纖維的應(yīng)變水平是非常的低，值為φ≈0.11，就FLC標(biāo)準(zhǔn)而言，加工過程是安全的。其他的CFLC低于樣本在幾何數(shù)為27時，但是外部纖維的應(yīng)變水平值僅僅為φ≈0.26因而是安全的。</p><p>　　圖7 彎曲探查r=1mm時的FLC和CFLC

31、 圖8 彎曲探查r=4mm時的FLC和CFLC</p><p>　　圖9 AC170PX的流動曲線和預(yù)拉伸樣本的成型仿真結(jié)果</p><p>　　觀察發(fā)現(xiàn)越接近幾何數(shù)40，在后肩半徑的加工過程仿真的強化作用越深遠(yuǎn)，這種</p><p>　　壓邊裝置幾何構(gòu)型的加工極限是可以預(yù)測的。在圖9中，顯示了AC170PX鋁合金的流動曲線和在第一個壓邊

32、半徑后的強化作用。就材料的屈服極限而言，達到的有效應(yīng)變值φ≈0.04是接近可達到的最大值的。</p><p>　　為鋁合金的預(yù)拉伸而設(shè)置的壓邊裝置幾何構(gòu)型的加強過程可以被分區(qū)分為幾個階段。首先，具有三上三下壓邊裝置初始壓邊幾何構(gòu)型的有限元仿真將可以實現(xiàn)對可達到的最大應(yīng)變值的識別；其次，其幾何構(gòu)型從三上三下修改為兩上兩下壓邊裝置是為了減少材料的耗費，幾何構(gòu)型被逐步優(yōu)化是為了在有關(guān)可能的失效前達到一個最大的有效應(yīng)變值

33、，所以增強的失效預(yù)測模型將被應(yīng)用以確保可行性。</p><p>　　加工仿真的實驗性研究和評估</p><p>　　在優(yōu)化階段之后，壓邊元件將被生產(chǎn)并且安裝在原型模具里面，在圖10里顯示的是有壓邊裝置元件的原型模具。</p><p>　　圖10 壓邊裝置幾何數(shù)為40的原型模具</p><p>　　對安裝在原型模具里成熟的壓邊裝置幾何構(gòu)型實驗

34、性的嘗試以水壓力機4000kn的單動作深拉伸，這個模具制造出來只是普通的拉伸工具而沒有使用模墊。對于實驗性的確認(rèn)選擇了厚為1.04mm的AC170PX鋁合金板料，樣本的最初尺寸設(shè)定為50mm x 500mm，然而樣本箝位要求長度為55mm。在許多的實驗里，長度與摩擦環(huán)境是各種各樣的，而</p><p>　　我們需要找到一個最佳的組合，最終依據(jù)加工模擬環(huán)境對真實的實驗數(shù)據(jù)和加工仿真結(jié)果進行比較而使樣本尺寸和摩擦環(huán)境

35、在壓邊裝置里得到了很好的組合。圖11顯示的是預(yù)拉伸前后的樣本。</p><p>　　圖11 樣本初始狀態(tài)和預(yù)拉伸后狀態(tài) </p><p>　　為了比較加工仿真和獲得的實驗性數(shù)據(jù)， 光學(xué)3D成型分析GOMARAMIS系統(tǒng)將被使用，它在實際的零部件和材料樣本中可以實現(xiàn)完美的測量3D成型，因為它有高的即時性和局部分辨率，也有很高的準(zhǔn)確度，所以一個隨機的式樣被應(yīng)

36、用于樣本的表面（如圖11）。個別式樣的圖像是用CCD相機在樣本預(yù)拉伸前記錄下來的，后來的3D坐標(biāo)、3D位移、平面應(yīng)變張量是由攝影評估過程自動計算出來的。在圖12中，顯示的事個不同區(qū)域的可測量的應(yīng)變水平。上部圖片區(qū)域的樣本中間位置顯示了有效的應(yīng)變水平是和隨后的深拉伸加工過程有關(guān)的，實驗結(jié)果表明應(yīng)變水平為φ1≈0.04而板料的厚度值可以達到s1≈1.016mm。進一步的有趣的是失效預(yù)測后肩半徑處的區(qū)域，由于膜不穩(wěn)定和外部半徑的纖維應(yīng)變水平很

37、顯著，下圖得到明顯的失效預(yù)測是因為彎曲和伸展的</p><p>　　聯(lián)合作用。在第一個肩半徑后的區(qū)域一個有效的應(yīng)變值φ1≈0.16是可以測量得到的，在下面的一個圖里，外部纖維的一個應(yīng)變水平為φ1≈0.25也是可以測量的。</p><p>　　正如已經(jīng)在3.2章所描述的，加工過程是一定有更高CFLC安全的（如圖8）。</p><p>　　細(xì)看圖12會發(fā)現(xiàn)樣本在實驗后是

38、數(shù)字化的，樣本是具有GOM-ATOS的數(shù)字化。GOM-ATOS系統(tǒng)是一個復(fù)雜的光學(xué)測量儀器，并且它是基于三角形原理而建立的。這個系統(tǒng)在兩個相機的幫助下生成3D坐標(biāo)并且由探針產(chǎn)生一個3-D模型。</p><p>　　圖12 實驗數(shù)據(jù)分析 圖13 加工仿真分析 </p><p>　　如圖13所示

39、，對實驗結(jié)果進行與模擬中獲得的結(jié)果進行比較，有限元（FE）仿真結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)幾乎一致，在自由拉伸區(qū)域也有一個應(yīng)變水平值為φ1≈0.04可以被計算出來，自愛肩半徑后的這兩個區(qū)域和標(biāo)記的半徑也同實驗值φ≈0.16 和φ≈0.26是一致的。</p><p>　　除了在實驗數(shù)據(jù)和加工模擬結(jié)果之間進行有效應(yīng)變值的比較，這個驗證也包括板厚和邊緣的進入值之間的對比（如圖12），預(yù)拉伸后樣本的厚度是s1≈1.016mm，而有限元

40、（FE）仿真的預(yù)測結(jié)果是s1≈1.011mm，實驗的結(jié)果和有限元仿真的結(jié)果顯示出了一定的差異。在實驗時邊緣的長度大約是e≈9.8mm，而有限元仿真時預(yù)測的長度是</p><p>　　e≈6.3mm，這個不連續(xù)的原因是不能被鑒別出來的。</p><p>　　最終在壓力沖擊過程中的伸長力被視為并與有限元仿真作比較，這個力在壓力機沖擊過程中和隨后的分析中由一個力檢測計記錄下來。有限元仿真的數(shù)據(jù)允

41、許在壓力沖擊變?yōu)榫哂欣冒辶洗┰讲煌瑓^(qū)域的張力時通過轉(zhuǎn)換計算的壓力值來進行張力的比較，在圖14中顯示了有限元仿真的實驗張力，簡而言之，這個實驗的結(jié)果與所控制的有限元加工仿真結(jié)果是達到了很好的一致的。</p><p>　　圖14 壓力沖擊時的實驗張力數(shù)據(jù)和加工仿真張力</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　最新的融

42、合了板料預(yù)拉伸和零件后續(xù)深拉的伸成熟的SCS技術(shù)在它的主要功能和可達到有效應(yīng)變方面的潛能已經(jīng)被一一陳現(xiàn)和描述了。以前的研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在使用典型的低合金鋼制造車身面板時SCS技術(shù)所表現(xiàn)出的巨大潛能，這個貢獻也顯示了鋁合金預(yù)拉伸的一個新壓邊裝置幾何構(gòu)型的成熟加工工藝，使用增強失效預(yù)測模型和CFLC成熟加工工藝是可以大大減少并導(dǎo)致一個最佳化的壓邊裝置幾何構(gòu)型，這個加工仿真的結(jié)果是可以被實驗數(shù)據(jù)驗證的，所以更多的研究和模具的研發(fā)過程都可以回到這個

43、</p><p>　　研究上來，組后它能說明SCS技術(shù)也可以應(yīng)用于金屬鋁板成型過程中。減少壓邊元件的目的是也即是使板料的消耗同樣達到一個最小值。更多的研究努力我們將集中于考</p><p>　　慮到模具磨損影響的模具表面摩擦學(xué)。</p><p><b>　　文獻</b></p><p>　　[1] 里韋德碩士，弗拉霍維奇

44、博士. 工件平拉伸成型的裝置 . 專利號 No. DE 10 2006 047 484 A1 德國慕尼黑德意志聯(lián)邦專利局，2006</p><p>　　[2] 弗拉霍維奇博士，里韋德碩士. 短循環(huán)拉伸成型的基準(zhǔn)法 .第11屆ESAFORM會議關(guān)于材料成型的會議記錄. 法國里昂，2008</p><p>　　[3] 弗拉霍維奇博士，里韋德碩士. 車身外表面板的新拉伸成型技術(shù)的發(fā)展 .

45、第8屆斯圖加特國際座談會的會議記錄 . 德國斯圖加特，2008</p><p>　　[4] 弗拉霍維奇博士，里韋德碩士. 使用新的金屬板料成型技術(shù)的車身外表面板的性能的改進. 第7屆斯圖加特國際座談會的會議記錄 . 德國斯圖加特，2007</p><p>　　[5] 弗拉霍維奇博士，里韋德碩士. 第25屆CADFEM用戶討論會的會議記錄 .德國德累斯頓，2007</p>&

46、lt;p>　　[6] 弗拉霍維奇博士，里韋德碩士.拉伸成型的新方法 .國際會議的會議記錄——沖壓工藝的新發(fā)展 .德國斯圖加特菲爾巴赫，2008</p><p>　　[7] 帕佩安盧學(xué)士 .基于一系列金屬成型工具的SCS技術(shù)的新方法 .斯圖加特大學(xué)金屬成型技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文，2008</p><p>　　[8] 帕佩安盧學(xué)士, 弗拉霍維奇博士，里韋德碩士 .SCS程序開發(fā)方法的發(fā)展

47、.機械市場報，沃格爾，2008</p><p>　　[9] 斯托頓麥考 .金屬板材成型中的拉延力模型 . 第15屆IDDRG雙年會議的會議記錄，1988</p><p>　　[10] 施萊西學(xué)者，辛德碩士，里韋德碩士 .關(guān)于鋁合金板成型極限預(yù)測彎曲效果的研究 .材料成型國際期刊（IJMF），施普林格出版公司，2009</p><p>　　[11] 施萊西學(xué)者，辛德