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毛金勇201210617238材料成型CAE..doc


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文档列表 文档介绍
河南工程学院《材料成型CAE》考查课
专业论文
DEFORM流动模拟分析报告
学生姓名: 毛金勇
学院: 机械工程学院
专业班级: 材控 1242
专业课程: 材料成型 CAE
任课教师: 赵永涛
2015 年 11 月 20 日
1 概述
模具工业是制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础,同时本身又是高新技术产业的重要领域,模具是“效益放大器”。从产值看,80年代以来,美、日等工业发达国家模具行业的产值已超过机床行业,并又有继续增长的趋势[1] 。在国内由于受到金融危机原因,模具行业平越高的企业受冲击越小,水平越低的企业受冲击越大[2]。可见未来高水平的模具企业必然会创造更多价值。本文通过DEFORM-3D对冲裁件的流动规律进行研究。
2 对冲裁件应力变化分析的意义
冲压成形过程的计算机仿真实质上是利用数值模拟技术,分析给定模具板料变形全过程,从而判断模具和工艺方案的合理性。成熟的仿真技术可以减少试模次数,在一定的条件下还可以使模具和工艺设计依次合格从而避免修模[3]。这可以大大的缩短新产品的开发周期,降低开发成本,提高产品品质和市场竞争力。因此选用有限元分析可以从模拟结果分析冲压零件的可成性,判断冲压件的危险部位等。
3 通过DEFORM-3D对冲裁件的流动规律进行模拟
冲孔工艺过程大致可以分为以下四个阶段:
弹性变形阶段材料在外力作用下产生变形,当外力取消后,材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。这种可恢复的变形称为弹性变形。弹性变形的重要特征是其可逆性,即受力作用后产生变形,卸除载荷后,变形消失。这反映了弹性变形决定于原子间结合力这一本质现象。原子处于平衡位置时,其原子间距为r0,势能U处于最低位置,相互作用力为零,这是最稳定的状态。当原子受力后将偏离其平衡位置,原子间距增大时将产生引力;原子间距减小时将产生斥力。这样,外力去除后,原子都会回到其原来的位置,所产生的变形便会消失,这就是弹性变形[4]。冲孔工作开始时,凸模接触材料前施压,是材料产生弹性压缩而在凸模周围发生材料聚集,形成环状突起。如图1:
图1 弹性变形阶段
塑性变形阶段物质-包括流体及固体在一定的条件下,在外力的作用下产生形变,当施加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原状的一种物理现象。凸模及压料板施加大压力,达到材料的屈服点,材料向孔周围流动并开始挤入凹模,产生定向塑性流动。如图2
图2 塑性变形阶段
剪切变形阶段当凹模继续下行,材料停止向孔周围流动,而大量挤入凹模洞孔。此时凸模刃口部分的材料达到材料的抗剪强度。故首先在发生应力集中的锋利刃口处产生显微裂纹,但没有剪裂。如图3
图3 剪切变形阶段
剪裂变形阶段凸模下行到一定程度,显微裂纹在金属材料内部扩展,并使材料沿凹模刃口出现剪切裂纹,开始断裂。如图4
图4 剪裂变形阶段
不同间隙对冲裁件的工艺模拟分析冷冲模的冲裁间隙对冲裁件断面质量有极重要的影响,凸、凹模间的间隙,对模具的寿命、卸料力、推件力、冲裁力、及冲裁尺寸的精度等还有不同程度的影响。大的间隙对冲裁力的影响不是很大,但对卸料力、推件力影响显著,随着间隙的增大,卸料力、推件力都将减小。但是,事实上并不存在一个绝对合理的间隙数值,能同时满足各方面的要求。在冲压的实际生产中,间隙的选用应主要考虑

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