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基于有限元法的盒形件拉深回弹分析及其控制

作　者: 阳德森
导　师: 周杰
学　校: 重庆大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 盒形件数值模拟回弹工艺参数模具型面补偿法
分类号: TG386
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 308次
引　用: 5次
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内容摘要

板料成形技术是一种重要的金属成形方式,广泛应用于工业领域中。起皱、破裂和回弹是板料成形中的三种主要质量缺陷,其中回弹是最难控制的。回弹问题的存在会影响冲压件的形状尺寸精度和表面质量,当回弹量超过零件的允许误差后就成为成形缺陷。特别是近年来高强度薄钢板和铝合金薄板在汽车车身制造中的大量应用,使得回弹问题尤为突出,因此,回弹问题是工业生产中一个实际问题,也是学术界长期关注的热点。在回弹的研究工作中,国内外研究的对象主要集中在弯曲零件上,对盒形件之类的拉深件的回弹研究则较少,而拉深件的研究又主要集中在破裂和起皱方面。因此,本文针对目前的研究状况,使用有限元模拟仿真软件Dynaform,并结合弹塑性有限元方法对方盒形件拉深修边后的回弹规律进行了研究。本论文首先在参考大量国内外技术资料的基础上,详细阐述了板料成形数值模拟理论中的关键技术,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,并对板料成形模拟仿真软件Dynaform 的应用特点及功能做了总结和分析。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,对盒形件在拉深成形时的力学特点进行了分析,采用无模法和混合计算方法并利用Dynaform 软件分析了摩擦系数、压边力和材料性能这三个重要工艺参数对方盒形件拉深修边后的回弹的影响规律,也分析了动态效应对回弹的影响规律。最后,介绍了回弹控制的一些方法,并利用优化的工艺参数和模具型面补偿法对方盒形件的回弹进行了控制,通过实验验证了盒形件回弹规律及控制方法的可靠性,并将研究结论用于其它零件的生产,得到了满意的结果。通过本课题的研究,用数值模拟仿真技术探讨了盒形件拉深回弹规律,并研究了用模具型面补偿法对盒形件进行回弹控制,这些研究结论可以对其它类似拉深件的回弹控制起到指导和参考意义。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-9
1 绪论  9-13
  1.1 引言  9
  1.2 国内外研究现状  9-11
    1.2.1 回弹计算的研究  9-10
    1.2.2 回弹控制的研究  10-11
  1.3 研究内容、目的及意义  11
    1.3.1 研究内容  11
    1.3.2 研究目的及意义  11
  1.4 研究的可行性  11-13
2 金属板料成形有限元理论及有限元模拟仿真软件  13-24
  2.1 板料成形力学特点  13
  2.2 板材成形数值模拟的有限元方法  13-20
    2.2.1 求解格式  13-16
    2.2.2 本构关系  16-18
    2.2.3 单元模型  18-19
    2.2.4 接触问题  19-20
  2.3 有限元模拟仿真软件  20-23
    2.3.1 板料成形有限元模拟仿真软件Dynaform 简介  20
    2.3.2 有限元模拟仿真软件Dynaform 的主要特点  20-21
    2.3.3 有限元模拟仿真软件Dynaform 的主要模块  21-23
  2.4 本章小结  23-24
3 板料成形回弹分析  24-31
  3.1 概述  24-25
  3.2 产生回弹原因  25
  3.3 弹塑性材料的卸载  25-27
  3.4 板料回弹分析计算方法  27-29
    3.4.1 板材回弹过程分析建模方法  27-28
    3.4.2 板材回弹数值模拟计算方法  28-29
  3.5 影响板料回弹模拟精度的主要因素  29-30
  3.6 本章小结  30-31
4 方盒形件拉深及其回弹数值模拟分析  31-48
  4.1 概述  31-32
  4.2 盒形件的拉深特点  32-34
  4.3 方盒形件的回弹计算  34-47
    4.3.1 有限元模型的建立  34-35
    4.3.2 工艺参数对回弹量大小的影响规律  35-44
    4.3.3 动态效应对回弹量大小的影响规律  44-47
  4.4 本章小结  47-48
5 方盒形件的回弹控制研究  48-52
  5.1 回弹控制方法概述  48-49
  5.2 利用模具型面补偿法控制方盒形件回弹  49-51
    5.2.1 模具型面补偿法原理  49-50
    5.2.2 利用模具型面补偿法控制方盒件回弹  50-51
  5.3 本章小结  51-52
6 实验研究  52-57
  6.1 实验目的  52
  6.2 盒形件拉深实验验证  52-53
    6.2.1 实验条件  52-53
    6.2.2 实验结果分析  53
  6.3 盒形件拉深回弹规律及其控制方法的推广应用  53-57
7 结论  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-62
附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录  62-63
独创性声明  63
学位论文版权使用授权书  63

基于有限元法的盒形件拉深回弹分析及其控制

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