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金属薄板成形模拟及回弹规律研究

作　者: 李昌雪
导　师: 祁文军
学　校: 新疆大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 过压量预弯工艺回弹压边力
分类号: TG386
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 234次
引　用: 2次
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内容摘要

为解决级进模具使用的带料上的局部折弯回弹的精度问题,本文建立了折弯变形区的过压量模拟模型。采用ABAQUS/Explicit软件分别对宽板折弯和窄板折弯的情况,通过对比研究不同相对弯曲半径在不同过压量条件下的成形模拟,寻找出合理的工艺参数,使得折弯后的回弹最小;为研究预弯工艺对后续成形的影响,本文建立了预弯成形模拟模型;采用ABAQUS/Explicit软件分别对宽板预弯和窄板预弯的情况,设计了一系列预弯位置与预弯角度的组合模拟条件进行模拟,来探索预弯对后续成形的影响;板料经过预弯,再进入过压量成形模拟,得出合理的工艺组合参数,使得折弯后的回弹满足冲压产品的公差要求,实现减少或取消后续的整形工位。针对不规则带法兰的拉深零件质量控制问题,本文研究了压边力控制对成形质量的影响;选取具有代表性的方盒型拉深模型,在设计的不同压边力作用方式下,分析拉深零件成形后的应力分布,厚度变化及回弹情况,得出在级进模具设计上可行的压边力控制方式;利用模拟分析结果,设计了一种新的压边力控制机构。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第一章概述  7-17
  1.1 研究工作的背景和意义  7-9
  1.2 本选题研究领域的状况和发展  9-16
    1.2.1 金属薄板成形模拟研究的内容和研究状况  9-13
    1.2.2 金属薄板成形模拟的有限元求解方法和分析软件  13-15
    1.2.3 金属薄板成形模拟的发展展望  15-16
  1.3 本文研究工作的主要内容  16-17
第二章金属薄板成形模拟的理论基础及ABAQUS 软件简介  17-42
  2.1 引言  17
  2.2 有限变形中应力和应变的度量  17-22
    2.2.1 变形体运动的描述  17-18
    2.2.2 应变的度量  18-19
    2.2.3 应力的度量  19-20
    2.2.4 应变率和应力率  20-22
  2.3 有限变形弹塑性本构关系  22-27
    2.3.1 Von Mises 各向同性屈服准则下的本构矩阵  24-25
    2.3.2 Hill 厚向异性屈服准则下的本构矩阵  25-26
    2.3.3 Barlat 平面应力各向异性屈服准则下的本构矩阵  26-27
  2.4 板材成形模拟的有限元法  27-39
    2.4.1 板材成形模拟有限元列式  27-29
      2.4.1.1 动力虚功率方程  27-28
      2.4.1.2 有限元控制方程  28-29
    2.4.2 板材成形模拟的单元模型  29-30
    2.4.3 板材成形模拟中的摩擦接触问题  30-35
      2.4.3.1 接触模型  30-31
      2.4.3.2 接触点搜索  31-33
      2.4.3.3 接触力的计算  33-35
    2.4.4 板材成形模拟的积分算法  35-39
      2.4.4.1 静力隐式积分算法  35-36
      2.4.4.2 动力显式积分算法  36-37
      2.4.4.3 集中质量矩阵和集中阻尼矩阵  37
      2.4.4.4 显式积分算法的稳定条件  37-39
  2.5 ABAQUS 软件简介  39-42
第三章虚拟冲压速度对成形模拟的影响  42-48
  3.1 引言  42
  3.2 虚拟冲压速度的影响分析  42-43
    3.2.1 ABAQUS/Explicit 中的时间增量和稳定性  42-43
    3.2.2 提高分析效率的方法  43
  3.3 模拟模型  43-45
  3.4 模拟结果评价  45-48
第四章弯曲变形区的过压量及预弯工艺对回弹的影响研究  48-61
  4.1 引言  48
  4.2 回弹因素分析  48-49
  4.3 卸载回弹的数值模拟方法  49
  4.4 回弹模拟精度的影响因素  49-50
  4.5 弯曲变形区的过压量对回弹的影响研究  50-57
    4.5.1 弯曲变形区的基本应力应变状态  50
    4.5.2 弯曲变形区的过压量几何模型  50-51
    4.5.3 过压量有限元模型  51-52
    4.5.4 模拟结果分析  52-57
      4.5.4.1 窄板条件下的模拟结果分析  52-55
      4.5.4.2 宽板条件下的模拟结果分析  55-57
  4.6 预弯工艺对回弹的影响研究  57-60
    4.6.1 预弯模拟模型建立  57-58
    4.6.2 模拟结果分析  58-60
      4.6.2.1 窄板的预弯影响模拟结果分析  58-59
      4.6.2.2 宽板的预弯影响模拟结果分析  59-60
  4.7 本章小结  60-61
第五章压边力(BHF)控制方式对成形的影响研究  61-72
  5.1 引言  61
  5.2 成形因素分析  61-62
  5.3 模拟模型  62-63
  5.4 模拟结果分析  63-71
    5.4.1 不同压边力控制方式下的板料等效应力分布比较  63-66
    5.4.2 不同压边力控制方式下的板料厚度分布比较  66-67
    5.4.3 不同压边力控制方式下的板料回弹比较  67-69
    5.4.4 结论与应用  69-71
      5.4.4.1 结论  69
      5.4.4.2 基于BHF4 的级进模具强压结构设计  69-71
  5.5 本章小结  71-72
第六章结论与展望  72-74
  6.1 结论  72-73
  6.2 展望  73-74
参考文献  74-80
攻读学位期间发表的学术论文目录  80-81
致谢  81-82
学位论文独创性声明  82-83
学位论文知识产权权属声明  83

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