各向异性板材成形性能的实验研究

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1、锻压装备与制造技术!“#年第$期塑性加工技术!“#$%!,“锻压装备与制造技术!“#年第$期形极限，他研究了板平面内破裂处的最大主应变和最小主应变， 提出了成形极限图 （!“#） 的概念。稍后 ，$%世纪?年代，*0/HM?， 用八角形试样在该模具作纯胀形试验。$结果与分析两种材料的拉伸试验结果列于表I。由表I可见， 进口材料的硬化指数!值略高于国产材料， 伸长率!I和塑性应变比“则明显高于国产材料， 但是其屈服强度“A和屈强比 （“AN“2） 由明显低于国产材料。胀形实验结果列于表=。可见， 国产材料胀形时颈缩或破裂的方位主要集中在O和;FO附近，少量表=胀形实验颈缩或破裂方位材料试样序号颈

2、缩或破裂方位与轧向的夹角材料试样序号颈缩或破裂方位与轧向的夹角国产冷轧低碳钢板I沿周圈方向日本进口冷轧低碳钢板I沿周圈方向=沿周圈方向=沿周圈方向9沿周圈方向9O;O;GO9;PF9=O9PF;?O;=PGOG=;O;P?O?;QOFPQ;OF;PQFOI=PH;FOQPHHOI;O9FPIO，;=OF=PII9HOFPIIGOI;P，HOI=OI=O，HOI9;HOGPI9;FOFQPI;9QO9HPI;FIOFFPIFOIFOIG;=OFGPIG;?O9P，QFO;PI?F=O;QPI?;=O;FPIQQ?O9FPIQ;9O9QP表I试验板材不同方位的单向拉伸性能参数材料取样方位R#屈服强

3、度“AN（.C/）抗拉强度“2N（.C/）伸长率!INS硬化指数!塑性应变比“国 产冷 轧低 碳钢板O=GMQ9=HMG=HMQM=IIM=?Q=MFO=GG99GMG9M=M=9IM9;FO=?=M999M;I=?MQM=9MQHQG?MFO=HMQ99?M=QMGM=FIM9;9HO=QHM?9=QMH9MIM=IIM;F?平均=?GMI99;M=HMI9M=9IMIF=日 本进 口冷 轧低 碳钢板OI;QM=9?M99FM9M=G=MI;9=MFOIFHMI9IQM;9FM?M=GIMH;?;FOIGM=9=FM999MGM=FIM;?GG?MFOIFHM=9IFM99M;M=FIM?;

4、QHOIF;M?9FMQ9=M?QM=F=M=FG平均IF?M99IGMI9;MI=M=F;IMQ;9R#取样方位与轧向的夹角图I应力主轴与各向异性轴示意图破裂方位应力主轴各向异性轴各向异性轴TTT塑性加工技术!“#$%=锻压装备与制造技术!“#年第$期% 05(- ?= (%0-：$3 A932304)2:：639 K :GY3LNWNF=NGORPX33;39 K :G“0B392L_R=FW?GOWP+-BE80 + 6G)AA;87; aG塑性数学原理G北京： 科学出版社，LGddd塑性加工技术!“#$%& ()*+&,- %./,)“)-0=W各向异性板材成形性能的实验研究各向异性板

5、材成形性能的实验研究作者：扶祝华， 张有富 作者单位：长沙重型机器厂,湖南,长沙,410014 刊名：锻压装备与制造技术 英文刊名：CHINA METALFORMING EQUIPMENT & MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)：2004，39(3) 被引用次数：1次参考文献(10条)参考文献(10条)1.Keeler S P 查看详情 19652.Keeler S P 查看详情 19683.Goodwin G M Application of Strain Analysis to Sheet Metal Forming Problems in the Press

6、Shop 19684.Venter R D.Malherbe M C Theoretical Estimate of the KeelerGoodwin Formability Curve 19715.Vladmir Hasek.Peter Metzger Usefulness of the Theories of necking and in-homogeneity of the Material in theDescription of the Forming Limit Diagram 19776.李志刚 对各向异性材料成形极限曲线的研究 19817.姜奎华 冲压成形破裂极限的实验研究

7、1982(03)8.邓涉 金属薄板成形技术 19939.卢险峰 拉伸类冲压成形性能非线性关系评定 1996(03)10.Hill R 塑性数学原理 1966相似文献(10条)相似文献(10条)1.学位论文 刘强 基于FDM-DTF的板材冲压回弹补偿控制研究 2008在板料成形领域,回弹是板料冲压成形过程不可避免的现象,它的存在直接影响着冲压件的成形精度。回弹问题是一个十分复杂的问题,影响因素很多且相互耦合,表现出高度的非 线性,再加上实际生产条件的复杂多变性,使问题变得更加难以把握。因此,回弹一直是影响、制约模具和产品质量的重要因素。随着汽车工业和航空工业的发展,对复杂非规则零件成 形精度的要

8、求越来越高,特别是近年来由于高强度钢板和铝合金板材的大量使用,回弹问题更为突出。因此,如何找到高效可靠的回弹补偿控制方法,减少模具开发周期和提高冲压件产 品的成形质量,是目前板材冲压成形领域迫切需要解决的难题。鉴于此,本文运用数值模拟和试验相结合的方法,开展了FDM-DTF板材冲压回弹补偿控制的研究,主要研究内容如下：板材冲压工艺参数自动优化平台的建立。研究了优化问题的一般原则,针对板材塑性成形这一具体问题,确定了破裂、起皱、均匀厚度和回弹量四个重要评价指标,建立了一个多目 标优化模型；分析了传统优化方法和现代探索优化方法各自的优缺点,进行优势互补,采用了单边形-模拟退火相结合的优化算法；进而

9、以iSIGHT为基础,运用Visual C工具解决了 CAE和优化技术的无缝联接问题,建立了工艺参数自动优化平台；最后以盒形件压边力和非规则件冲压速度、摩擦系数的优化为例,验证所开发平台的可行性,并为后续的回弹控制模拟 做好了准备。用于力描述回弹补偿方法(FDM)的有限单元的开发。要实施FDM(Force Descriptor Method)-DTF(Deformation Transfer Function)中的FDM回弹补偿控制方法,关键是运用有限元 技术解决板材成形回弹正逆计算的难题。基于此,针对薄板,根据Kirchhoff假设,运用广义协调技术,采用线位移和转角位移相互独立的位移场,引

10、入面内旋转自由度,构造出四边形4节 点24自由度的平板壳单元DKQRS单元；针对厚板,采用了退化壳理论,运用3维连续体方程并仅对中面进行离散,推导了其应力-应变关系,开发出8节点40自由度的退化壳单元；进一步基 于这两种单元的U.L.列式和Newton-Raphson增量法,开发了回弹计算程序；并运用此程序计算了薄板和厚板非规则冲压件的回弹量,与通用CAE软件Abaqus的隐式回弹结果进行对比,验 证了所开发单元和回弹计算程序的可行性和精确性。有限单元和回弹计算程序的开发研究,不仅丰富了回弹计算的单元类型,而且为论文提出的FDM-DTF回弹补偿控制方法的实施奠定了 良好的基础。二维非规则冲压件

11、回弹补偿控制研究。针对板材冲压的回弹,融合目前回弹控制算法各自的优点,研究提出了一种FDM-DTF回弹补偿控制算法。首先运用FDM方法进行模具型面初步 设计,在成形末时记录板材体内力分布,进行回弹逆计算,得到模具反向型面,再通过回弹的正计算验证产品是否满足要求,经过迭代寻求合理的模具型面；接着在FDM方法所确定的模具 型面的基础上,进行模具的加工及产品的试制,利用小波变换理论对型面进行采样和时-频域转换,建立起各点预测回弹量与实际回弹量的传递函数,进而计算出生产合格产品所需要的模 具型面。最后把此方法用于二维薄板和厚板非规则件的回弹控制中,结果表明,此方法的提出和实施,能有效地控制板材回弹,大

12、大提高了模具型面修正设计的科学性。三维非规则件的回弹扭转评价与控制研究。针对一类特殊的不易找到对准基准的三维非规则冲压件,因无法准确定位所以不能进行总体回弹量的评价。本文在各截面间运用惯性主 轴向量的转角变化评价截面之间的相互关系,并用DTF方法建立起数值模拟扭转角度偏差和试验扭转角度偏差的传递函数,从而预测计算出符合截面扭转关系的模具型面；而在各截面内 则运用FDM-DTF法控制成形质量；最后把该方法运用到项目要求的螺旋叶片板的成形控制中,有效地控制了叶片板由于回弹带来的空间扭转量误差并保证了两端连接截面的质量,解决了 由于截面之间扭转不够导致不能顺利安装的难题,具有较好的应用价值。2.学位

13、论文 于萌 钣金数控冲切计算机辅助制造软件的理论及其实现 2003板材制造中,冲裁是一种主要的加工方式,占有重要地位.随着数控技术和计算机辅助制造技术的发展,传统的手工加工方式已逐步被淘汰,取而代之的是板材数控高速冲压加工,甚 至是计算机辅助自动加工的方式.该论文在研究了国际上先进的板材CAD/CAM系统和国内已有的二次开发软件、单冲设计软件的基础上,充分考虑到国内钣金制造企业的需求、生产环境 和设备,开发了适用于数控冲裁加工自动编程的CAD/CAM系统原型,为实现国产完全自主版权的板材CAD/CAM系统打下了良好的理论与实践基础.在研究中作者对钣金零件的图形表示结构 、交互辅助零件图形绘制、

14、DXF图形交换接口、零件加工边界的定义、零件特征分析等多种前置图形处理进行了系统研究和全过程实践,从而为如何开发适于钣金CAM的前置辅助设计系 统积累了重要的经验和资料.对于有限冲模截面形状和任意零件轮廓图形的数控冲裁加工方式,先进CAM系统中的研究的焦点之一是刀具的自动适配及其优化.作者通过在系统中对机床 转塔库与模具库的交叉数据管理和基于加工规则的配模技术研究,有效解决了这一难题.同时系统在微连接的实现、刀具路径的优化和仿真、重定位处理以及后置处理等等应用了一系 列的解决方法.作者还探讨了BOM的管理,从而在传统钣金CAD/CAM的理念和功能上得到合理扩展,以集成的方式体现了CAD、辅助排

15、样优化、PDM以及MRP应用过程中的数据共享.系统具 有全中文化的菜单、本地化的术语,实际运行达到了设计预想效果,该研究在理论和方法上为开发具有完全国内自主版权的钣金CAM系统提供了重要的基础和应用实践.3.学位论文 孙向东 板材成形分析与数值模拟 2006钣金件由于轻质、互换性好、表面粗糙度小、成本低而被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。冲压成形是生产钣金零件的一种主要手段。板材冲压成形中包含着非常复杂 的物理现象，涉及力学中的材料、几何、边界三大非线性问题。传统冲压过程的模具设计是一个费时费力的“试错”过程。本文采用有限元法对板材冲压过程进行了模拟分析，旨在 对钣金冲压成形的模具设计起

16、到一定的指导作用。本文对板材冲压成形的工艺特点及分类作了较为深入的探讨，论述了成形过程中的起皱、拉裂以及回弹缺陷，对其各自的成形机理、影响因素和控制方法作了归纳和总结；阐述 了有限元基本理论，给出了应用有限元方法解题的一般步骤，并对各个理论基础进行了详细阐述，重点分析了本课题中应用的弹塑性有限元法；对有限元算法中的边界条件处理方法 进行了论述，由于它们在各自的应用范围内有着不可避免的缺陷，为此，本文在采用有限元网格近似描述工件及模具表面基础上，应用时间增量法对工件与模具动态接触过程进行模 拟，总结了触模节点的位置判断方法，并对其作了比较；提出了平面圆接触算法，编制了触模节点位置修正程序，以便解决用最短距离法判断触模位置时所引起的“死锁”现象，使 之适用于有限元通用软件ANSYS；本文针对汽车覆盖件冲压成形