金屬板材深沖成形過程的有限元模擬.pdf

1、板金件由于輕質、互換性好、表面光潔度高、成本低而被廣泛應用于航空航天、汽車、電子等領域.沖壓成形是生產板金零件的一種主要手段.板材沖壓成形中包含著非常復雜的物理現象,涉及力學中的三大非線性詞題(材料、幾何、邊界).傳統(tǒng)沖壓過程的模具設計是一個費時費力的"試錯"過程.該文采用有限元法對板材沖壓過程進行了模擬分析,希望對板金的模具設計起到一定的指導作用.采用有限元軟件MSC.Marc,基于更新拉格朗日法和靜態(tài)隱式算法建立了有限元模型研究金屬

2、板材深沖成形過程.模擬中模具看作剛體,板材作為變形體.接觸面間的摩擦約束采用庫侖摩擦模型.研究得到以下結果:1.采用各向同性的剛塑性材料模型,分析Zn-22Al合金板材U形超塑性深沖成形過程,得出了深沖過程板材中的應力、應變和摩擦分布,并對壁厚和模具受力進行了計算.2.采用各向同性的彈塑性模型對大洋不銹鋼公司的水槽深沖過程進行了模擬,分析了深沖過程的應力、應變和厚度分布,預測了易發(fā)生起皺的區(qū)域,并進行了實驗驗證.3.采用各向異性的彈塑性

3、模型對大連創(chuàng)新零部件制造公司的A型油底殼進行建模分析.由于模型中的元素類型、摩擦系數、強化模型、網格類型對板材成形模擬結果影響較大,因而對這幾個參數對建模的影響進行了研究.采用截面分析法對油底殼壁厚變薄分布的實驗結果與模擬結果進行比較,在MARC上得到了一個優(yōu)化的有限元模型,即采用四節(jié)點殼單元、網格自適應技術、摩擦系數為0.1和等向強化模型.該模型為建模過程提供了一個更加精確的解決方法,并可減少過多的計算時間.采用此模型對該工件的初始設