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1、湖北工业大学毕业设计（论文）摘 要 板材在弯曲过程中存在最突出的问题是弯曲回弹难以精确控制，弯曲卸载后的回弹，使弯曲件的形状尺寸与模具工作部分的形状尺寸不符。弯曲零件的最后形状尺寸是在整个成形历史中的积累效应。其中板料厚度、模具几何参数、材料性能、摩擦接触等众多因素都会对回弹产生很大的影响。本文利用dynaform5.2软件中LS-DYNA后处理模块显式隐式连续求解功能，对弯曲成型中便于用解析法研究的较为简单的几何形状和边界条件的问题进行模拟分析。其中用弯曲中变形最简单的 U形件做数值模拟，采用正交优化进行实验设计，最后对数据进行处理等到了一些简单的影响回弹因素的结论。 针对U形件拉弯成型时容
2、易出现产生回弹的问题，采用有限元法对其拉弯成型过程进行模拟，并从模拟后的数据分析得到了影响回弹的各因素。本文对有效控制U形件拉弯时的回弹与模具设计具有一定的参考意义。关键字 数值模拟 正交优化 回弹因素 预测补偿52Abstract In bending sheet metal in the course of the most prominent problem is difficult to precisely control bending rebound. Bending the rebound after unloading so that the bending of the si
3、ze and shape of the mold of the shape size does not match. Parts of the curved shape of the final size is forming in the entire history of the cumulative effect, sheet metal thickness, mold geometry parameters, material properties, friction contacts, and other factors will have a great resilience of
4、 the impact. Using dynaform5.2 LS-DYNA software in the post-processing module simulated explicit - implicit solution for functional, easy to bend forming in the analytical method used on the relatively simple geometric shapes and boundary conditions of the simulation analysis of the issue. One by be
5、nding deformation inthe most simple U-shaped pieces do numerical simulation, optimizing the use of orthogonal data processing until a number of simple factors affect the conclusions of resilience. Drawing against U-shaped bend easily lead to forming a rebound when the issue of use of its finite elem
6、ent method Tension forming process simulation, and analysis of the impact of the resilience of the factors. In this paper, the effective control of U-shaped bend when drawing the rebound and die design has a reference value. Keyword Numerical simulation ; Orthogonal optimization;Resilience factors ;
7、 forecast compensation目 录前 言.1 1回弹基础知识与有限元模拟分析21.1 回弹的概述21.2 回弹数值模拟技术的发展21.3 回弹机理分析.31.4 模拟回弹的数值理论41.4.1 回弹计算方法.4 1.4.2 回弹模拟方法.41.5 板料回弹模拟软件.51.5.1 CAE模拟软件比较.51.3.4 DYNAFORMJ介绍.61.6 影响回弹数值模拟的主要因素111.6.1单元类型及积分法案的影响111.6.2本构方程科学性的影响111.6.3模拟材料特性的选择111.6.4板材厚度方向上积分方案的影响121.6.5板材与模具之间间隙的影响.121.6.6摩擦系数对
8、回弹的影响.121. 6. 7变形程度对回弹模拟的影响.132分析模型建立.142.1 U形零件几何模型142.2 U形零件冲压模具142.3 拉延模Draw模型152.4 springback设置163 数值模拟分析.183.1 研究对象的数值模型183.1.1 网络划分后的有限元模型.19 3.1.2 建立的完整模型.19 3.1.3 算法的选择.203.1.4 单元类型的选择.203.2 影响回弹因素选定203.2.1 选择原则203.2.2 因素选择213.3 回弹量的表征213.4 有限元模型及模拟条件233.4.1基本方程233.4.2 变形条件的简化253.4.3 边界接触摩擦条
9、件253.5仿真模拟具体条件273.6 回弹模拟计算的精度.274正交优化.284.1正交试验设计法的基本思想. 284.2 正交设计助手V3.2 专业版 29 4.2.1 软件系统简介.29. 4.2.2 软件各模块功能.304.3正交表试验方案的设计.30 4.3.1 一次一个因素法.30 4.3.2 全因子实验法.314.4 正交表及基本性质324.5试验数据的直观分析.334.6正交试验的方差分析.354.7 因素间的交互作用365 数值模拟数据汇总.416影响板料回弹的主要因素42 6.1 材料类型对回弹的影响426.2 压料力对回弹的影响.426.3 凸、凹模工艺间隙的影响.426
10、.4 摩擦系数对回弹的影响.436.5 收集的其他数据图片.437回弹的补偿与预防.477.1 回弹的补偿流程图.477.2 回弹控制.48 7.2.1 倾斜角法49 7.2.2 弧形顶板法49参考文献.51致 谢53.前 言 板料成形中普遍存在着回弹现象，尤其在弯曲中更为明显，因而准确、有效的预测板料弯曲回弹是提高板料成形质量的技术关键。弯曲零件的最后形状尺寸是在整个成形历史中的积累效应,与板料厚度、模具几何参数、材料性能、摩擦接触等众多因素密切相关,导致回弹问题的复杂性。回弹又是板料成形和冲压模具设计时需要考虑的主要问题,因此研究弯曲成形时回弹的影响因素,具有重要的实用意义。通常采用三种方
11、法研究板料弯曲的回弹,即解析法、实验研究法、数值模拟法。由于板料冲压成形时的回弹是较为复杂的问题,目前的理论解释尚不完善。因此,采用有限元法对弯曲成形过程进行仿真分析,并能对回弹进行预报,是最行之有效的方法。回弹是板料成形过程中存在的一种普遍现象，直接影响到冲压件的尺寸精度和零件最终形状。如果回弹量不能有效地控制，将严重影响零件的质量，成为成形缺陷。要控制冲压过程种板料的回弹，我们就必须了解影响板料回弹量大小的各种因素以及他们影响的规律。 传统分析中，由于依赖于经验方法无法准确地预测回弹，对于冲压件的回弹，只能靠反复的修模、试模来进行补偿，需要耗费大量的人力和物力，而且还很难保证产品品质。近年来，计算机数值模拟技术的应用为这一问题提供了有效的解决办法，也成为解决回弹的主要途径之一，受到极大的关注，并已取的了极好的成效。1 回弹基础知识与有限元分析1.1 回弹概述回弹是指在钢板成形过程中,当外载荷卸除之后,塑性变形区的材料因残余应力而使零
