金屬板材漸進(jìn)成形可成形性研究.pdf

1、板材漸進(jìn)成形(incrementalsheetforming)是一種柔性板材成形工藝。該工藝通過(guò)數(shù)控加工設(shè)備成形具有較高成形極限和復(fù)雜形狀的板金零件，無(wú)需特有的模具，適合航空、汽車(chē)以及民用領(lǐng)域小批量、多樣化、復(fù)雜板件產(chǎn)品的生產(chǎn)。 本次研究提出了區(qū)別于板料多工步成形的模擬方法，對(duì)連續(xù)成形工藝建立了三維彈塑性有限元模型，應(yīng)用DYNAFORM有限元軟件對(duì)板材漸進(jìn)成形進(jìn)行數(shù)值模擬研究；同時(shí)，對(duì)研究該工藝成形極限給出模擬方案，并驗(yàn)證了方案

2、的可行性。主要結(jié)果和結(jié)論如下： (1)建立漸進(jìn)成形工藝三維彈塑性有限元模型，通過(guò)對(duì)成形頭運(yùn)動(dòng)施加時(shí)間-位移控制，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)模擬過(guò)程； (2)分析了板材漸進(jìn)成形連續(xù)模擬關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)現(xiàn)了沖頭三維加載，壓邊圈隨動(dòng)加載，罰因子的選擇取0.01作為初值，增加1-3倍避免局部穿透出現(xiàn)，顯式算法時(shí)間步長(zhǎng)10-8～10-9s數(shù)量級(jí)，單元自適應(yīng)細(xì)化時(shí)間間隔10-4～10-5s數(shù)量級(jí)； (3)對(duì)成形頭尺寸、漸進(jìn)壓下量進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化，

3、選用6mm直徑的半球形成形頭，漸進(jìn)量為1mm； (4)驗(yàn)證了有限元數(shù)值模擬研究板材漸進(jìn)成形工藝極限的可行性。提出了研究板料不同應(yīng)變狀態(tài)的兩種加載路徑方案，通過(guò)對(duì)不同路徑下變形單元的主、次應(yīng)變分析，認(rèn)為應(yīng)變比ε1/ε2隨成形軌跡曲率的減小而增大。直邊路徑板材應(yīng)變狀態(tài)趨向于單向拉伸；三維螺旋線路徑板材應(yīng)變狀態(tài)介于單向拉伸和等軸拉伸之間，并隨成形軌跡徑向半徑的減小而向等軸拉伸狀態(tài)發(fā)展。 綜上所述，通過(guò)數(shù)值模擬方法研究板材漸進(jìn)成