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高强度钢板冲压件回弹的研究

作 者: 曹克利
导 师: 邢忠文
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 机械制造及其自动化
关键词: 高强度钢板 冲压件 数值模拟 回弹 模具型面补偿
分类号: TG386
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 191次
引 用: 2次
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内容摘要


回弹是板料成形中的三种主要缺陷之一,也是其中最难控制的。回弹的存在直接影响到冲压件的形状、尺寸、精度和表面质量。特别是近年来高强度钢板在汽车车身制造中的大量应用,使得回弹问题尤为突出。高强度钢的机械性能和普通低碳钢有很大差异,钢板高强度化易引起塑性下降,成形性变差,而屈服强度的提高则引起面畸变和显著的回弹效应,增加形状不稳定性。因此,高强度钢冲压成形中的回弹是工业生产中的一个实际问题,也是学术界关注的热点。首先,在参考大量国内外技术资料的基础上,阐述了板料成形数值模拟理论中的关键技术。针对目前的研究现状,指出在分析板料成形问题时应采用大变形弹塑性有限元法,使用有限元模拟软件Dynaform,并结合弹塑性有限元方法对冲压件的回弹规律进行了研究。其次,分析了板料成形中产生回弹的原因,阐述了在回弹研究中所采用的建模方法和计算方法,同时分析了影响回弹预测的因素。然后,建立了曲面扁壳件的力学模型及有限元模型,分析了压边力、摩擦系数、板料厚度、拉深深度以及拉深筋对回弹的影响规律,介绍了回弹控制的一些方法,并利用模拟所得的结论和模具型面补偿方法对回弹进行了控制,研究结论对其它冲压件生产的回弹控制起到指导和参考意义。最后,通过正交实验方法分析各因素对回弹的影响程度,进而确定相关参数的合理数值,并通过实验加以验证。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 课题的背景及意义  9-12
  1.2 国内外研究现状  12-15
    1.2.1 理论研究  12-13
    1.2.2 回弹控制及补偿的研究  13-15
  1.3 课题主要研究内容  15-16
第2章 回弹有限元数值模拟的基本理论  16-28
  2.1 板料成形力学特点  16
  2.2 回弹数值模拟的关键理论  16-20
    2.2.1 板料卸载回弹原理  16-17
    2.2.2 材料本构关系  17-20
  2.3 回弹数值模拟计算方法  20-22
    2.3.1 回弹分析的建模方法  20-21
    2.3.2 回弹数值模拟的算法  21-22
  2.4 影响回弹有限元模拟精度的主要因素  22-24
    2.4.1 模具圆角处单元划分  22
    2.4.2 虚拟凸模速度  22-23
    2.4.3 板料单元尺寸  23
    2.4.4 材料模型及参数  23-24
    2.4.5 摩擦特性  24
    2.4.6 有限元算法  24
  2.5 有限元数值模拟软件eta/Dynaform  24-26
  2.6 回弹分析方法  26-27
    2.6.1 无缝转接法(Seamless)  26-27
    2.6.2 Dynain方法  27
  2.7 本章小结  27-28
第3章 回弹的数值模拟及影响因素研究  28-42
  3.1 引言  28
  3.2 曲面扁壳件回弹的计算  28-32
    3.2.1 有限元模型的建立  28-29
    3.2.2 模具形状基本尺寸以及材料属性设置  29-30
    3.2.3 Tools及摩擦系数的设置  30-31
    3.2.4 定义分析工步  31-32
    3.2.5 回弹设置  32
  3.3 数值模拟及结果分析  32-40
    3.3.1 压边力的影响  32-34
    3.3.2 摩擦状态的影响  34-35
    3.3.3 板料厚度的影响  35-36
    3.3.4 拉深筋的影响  36-40
  3.4 本章小结  40-42
第4章 回弹补偿的研究  42-47
  4.1 引言  42
  4.2 模具型面补偿法原理  42-43
  4.3 模具补偿  43-46
    4.3.1 有限元模型  43-44
    4.3.2 模具尺寸修改  44-46
  4.4 本章小结  46-47
第5章 正交设计及回弹的实验研究  47-61
  5.1 正交设计方法  47-54
    5.1.1 挑因子与选水平  47-48
    5.1.2 选正交表  48
    5.1.3 不考察交互作用的表头设计  48
    5.1.4 制订试验方案  48-49
    5.1.5 方差分析  49-54
  5.2 回弹的实验研究  54-56
    5.2.1 实验设备及装置  54-55
    5.2.2 数据测量方法  55-56
  5.3 实验结果和有限元数值模拟结果的比较  56-60
    5.3.1 不同压边力对回弹的影响  57-58
    5.3.2 拉深筋布置方式对回弹的影响  58-60
  5.4 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-67
致谢  67

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属压力加工 > 冷冲压(钣金加工) > 冷冲压工艺
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