高強鋼成形模具型面準(zhǔn)靜態(tài)接觸應(yīng)力峰研究.pdf

1、汽車覆蓋件是汽車構(gòu)成中的重要組成部分,為滿足碰撞安全性、節(jié)能和環(huán)保等要求,大量使用高強鋼替代傳統(tǒng)的低強度鋼。但由于高強鋼屈服強度高,變形抗力大,大批量生產(chǎn)時,模具磨損嚴(yán)重,易造成產(chǎn)品尺寸精度降低、局部破壞和模具過早失效等問題,進而導(dǎo)致批量產(chǎn)品尺寸一致性差,影響整車質(zhì)量。
　　本文以高強鋼U形件為研究對象,借助有限元仿真軟件ABAQUS,以模具型面接觸應(yīng)力為切入點,探析模具磨損的本質(zhì)原因。首先,根據(jù)零件成形受力特點,獲得模具型面接觸

2、應(yīng)力分布解析式;根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點,建立有限元模型進行仿真分析,得到凹模圓角型面接觸應(yīng)力及峰值的演化趨勢。其次,根據(jù)模具型面接觸應(yīng)力影響因素研究結(jié)果,選取相對彎曲半徑和極限抗拉強度兩個主要影響因素,分析其對模具型面接觸應(yīng)力及峰值的影響,總結(jié)變化趨勢。再次,以模具型面最大接觸應(yīng)力峰值為優(yōu)化目標(biāo),板料厚度、板料屈服強度、凸模圓角半徑、凹模圓角半徑、板料硬化指數(shù)、摩擦系數(shù)、模具間隙和壓邊力為優(yōu)化變量,設(shè)置BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),獲得彼此之間的映射關(guān)系,建

3、立模具型面最大接觸應(yīng)力峰值預(yù)測模型。最后,改進傳統(tǒng)的模具型面磨損量計算公式,得到基于型面接觸應(yīng)力的磨損量估算公式,以模具型面節(jié)點處的接觸應(yīng)力和相對滑動距離為基礎(chǔ),分析接觸應(yīng)力對模具型面局部磨損的影響。
　　研究表明,高強鋼模具型面接觸應(yīng)力及峰值演化存在瞬態(tài)區(qū)和穩(wěn)態(tài)區(qū),瞬態(tài)區(qū)集中、多變和高位的接觸應(yīng)力是造成模具磨損的主要原因之一,在允許的范圍內(nèi),適當(dāng)改變影響參數(shù),可有效降低接觸應(yīng)力及峰值。由于高強鋼較低強度鋼屈服強度和抗拉強度大,模