薄板雙向受壓失穩(wěn)的研究.pdf

1、面畸變、起皺和鼓包是汽車覆蓋件沖壓成形中的常見表面質(zhì)量問題，影響汽車的外觀，降低美感。沖壓中的面畸變主要是材料起皺和回彈所導(dǎo)致的。沖壓中的面畸變等問題主要是材料起皺和回彈所導(dǎo)致的。起皺試驗一般采用YOSHIDA方板拉伸試驗，在這種試驗條件下，板料受到的是拉壓應(yīng)力。
　　本研究主要關(guān)注材料處于雙向壓應(yīng)力狀態(tài)下下沖壓件的面畸變問題，從理論、試驗和仿真三個方面對面畸變問題開展了研究工作。具體的研究內(nèi)容如下：
　　(1)從能量法出發(fā)

2、，建立了矩形板雙向受壓狀態(tài)下的力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型，得到了面畸變及鼓包的理論計算方法，并用matlab程序計算了矩形板雙向受壓狀態(tài)下板料各個性能參數(shù)對面畸變大小和面畸變臨界應(yīng)力的影響。
　　(2)針對十字件和類十字件雙軸壓縮實驗的特點，設(shè)計了十字件和類十字件雙軸壓縮的專用夾具。以夾具中央?yún)^(qū)域圓孔直徑大小、試件不同厚度、試件不同材料、試件不同尺寸大小以及不同壓縮量為變量對十字件和類十字件進(jìn)行了雙軸壓縮試驗，成功實驗并觀察到了十字件和類

3、十字件處于雙向壓應(yīng)力狀態(tài)下的變形行為，并用測量裝置測量了方板雙向壓縮后的變形高度。對各試驗結(jié)果進(jìn)行了分析處理，得到了各試驗因素對面畸變和鼓包的影響關(guān)系。
　　(3)通過仿真結(jié)果對十字件和類十字件中央?yún)^(qū)域上表面應(yīng)力狀態(tài)、中間層應(yīng)力狀態(tài)、下表面應(yīng)力狀態(tài)的分析，模擬研究了3號類十字件兩軸對角壓縮試驗中方板中央?yún)^(qū)域在壓縮過程中的變形行為，結(jié)果表明方板中央?yún)^(qū)域的變形狀態(tài)大致分為面內(nèi)變形階段、微小面外變形階段、由微小面外變形階段向明顯面外變形

4、階段過渡階段、明顯面外變形階段四個階段。
　　(4)通過有限元仿真，建立了類十字件雙軸雙向壓縮的仿真模型，系統(tǒng)地對各影響因素作了定量研究。得出了各材料參數(shù)對面畸變及鼓包影響的顯著性水平依次為強度系數(shù)K、試件厚度t、硬化指數(shù)n、彈性模量E和屈服極限σs。定量分析了夾具圓孔直徑大小、試件與夾具的間隙大小、試件與夾具之間的摩擦系數(shù)大小和試件尺寸等各影響因素對面畸變及鼓包的影響程度。
　　上面研究中開發(fā)了一套雙向壓縮試驗夾具，為深入