金屬板料漸進成形性能數(shù)值模擬研究.pdf

1、金屬板料單點漸進成形（Sing point incremental forming，簡稱SPIF）屬于快速柔性成形技術(shù)，可以成形出任意復雜形狀的鈑金零件，無需特有的模具，比較適用于航空、汽車以及民用領(lǐng)域小批量、多樣化、復雜板件產(chǎn)品的生產(chǎn)。
　　 本文基于有限元數(shù)值模擬和實驗方法，主要對金屬板料的成形機理、成形極限、成形缺陷等有關(guān)成形性能問題進行了研究，得到了一些有用的結(jié)論，對漸進成形技術(shù)的后續(xù)研究及其普遍推廣應(yīng)用有著重要的意義。

2、
　　 文中首先敘述了漸進成形數(shù)值模擬的流程和方法。主要介紹了單點無模漸進成形的成形過程、力學模型及數(shù)值模擬參數(shù)設(shè)置的方法；闡述了數(shù)值模擬軌跡的生成方法，特別提出了模擬軌跡采用正逆相間的方式可避免工件底部扭曲變形的發(fā)生。其次，對漸進成形的機理進行了研究。著重分析了漸進成形件的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)及其厚度分布規(guī)律，研究表明：正成形單元處于平面應(yīng)力狀態(tài)；直線路徑加載時，變形單元處于平面應(yīng)變狀態(tài)，圓形路徑加載時，變形單元應(yīng)變狀態(tài)則趨向于等雙拉

3、狀態(tài)；工件厚度分布遵循余弦法則。再次，基于有限元數(shù)值模擬重點研究了漸進成形極限問題。應(yīng)用Oyane韌性破裂準則，有效地預(yù)測了厚1.5mm的LY12(M)硬鋁板的漸進成形極限，當破裂積分值I=4時，數(shù)值模擬預(yù)測的工件破裂起始點及成形極限圖都與試驗結(jié)果較為吻合。漸進成形具有“局部、交替、小增量”的變形特點，由于小變形不斷積累獲得了大變形，“強制性”地實現(xiàn)了變形的均勻分布，從而獲得了較高的成形極限。研究表明，工具頭半徑與板料厚度比值r/to對