[优秀论文]板料冲压成形回弹理论及有限元数值模拟研究.pdf

博士生:张冬娟口坤/三口口板料冲压成形回弹理论及有限元数值模拟研究培养单位:专业:研究方向:师:上海交通大学塑性成形工程系材料加工工程板料冲压成形理论及数值模拟阮雪榆院士崔振山教授年月昵肷虾=煌ù笱Р┦垦宦畚导
板料冲压成形回弹理论及有限元数值模拟研究摘要回弹是板料冲压成形中存在的静遍现象,它直接影响着冲压件的尺寸精度。板料同弹茸是整个成形历史的累积效应。它与成形过程中模具几何形状、材料性能、板料初始形状、工艺条件等诸多基于平面应变假设和’各向异性屈服准则,建立了不同材料强化模式下的板料弯曲、拉弯成形和瓮淝慕馕黾扑隳P停谡庑┠P停治隽瞬牧锨炕J胶凸ひ詹问板料回弹量的影响规律,对于瓮淝屠涑尚危菇⒘搜贡吡屠炝Φ鹊募蕹尚翁跫为解决反向弯曲回弹问题,提出了考虑材料包申格效应的非线性混合强化材料模型,推导了不同屈服准则下,非线性混合强化材料模型的弹塑性本构关系矩阵,给出了应力应变更新计算公式,,对于具有反向加载特的体积镄死和剪切锁死问题,并提出相应措旌,数值模拟了灞鏤形弯曲、,显式算法因采用虚拟动能使同弹预测精度不高,隐式算法能针对板料普遍存在的材料性能参数波动问题,基于正交试验设计和有限元数值模拟,研究通过数值模拟和试验,研究了工艺参数对高强钢板料回弹量的影响规律。为制定高强钢板料回弹特性评价体系提供了理论依据。研究结果表明,数值模拟预测吲弹结果与试验结果较为接近,因素有关。特别是在有反复加载的情况下,材料的в捌淝炕媛啥杂谕扑憔,暧兄匾S跋臁T谡庑┮蛩氐墓餐饔孟拢辶匣氐说脑げ饩ǘ饶壳盎鼓岩源锏健疽涤τ玫囊G蟆如精度的回弹预测一致是工业界和学术界的重要研究课题。本文旨在从理论模型和有限元数值方法方面探讨影响板料同弹量的主要因素和提高网弹预测精度的途径。另外,也将本文方法应用于高强钢回弹能力的评价,为企业制定相关评价体系提供依据。本文的主要研究内容如下;计算结果表明,解析模型给出的结果和试验结果吻合,与有限元数值方法相比,不仅提高了精度,缩短了计算时间,而且更有利于探讨板料回弹的机理。征的问题,基丁二’或’屈服准则的线性混合强化模式预测回弹结果与试验结果较为接近。基于抢砺酆褪堤宓ピ@砺郏频剂耸堤蹇堑ピS邢拊A惺剑治隽耸堤蹇堑ピ拊际嫱淝⒑行渭钋刑趸氐瓤继猓胧匝橹档亩员缺砻鳎堤蹇单元能有效提高回弹预测精度。分析了有限元数值模拟参数对板料回弹预测精度的影响,从理论上推导了虚拟动能与板料有效提高回弹预测精度。在保证数值模拟精度的前提下,魔采心较大的单元尺寸。实体壳单元因综合了壳单元和实体单元的特征并与模具表匠直接接触使回弹预测精度最高。对于堑ピ;实体壳单元,在板厚方向采用龈咚够值悖笥的积分点数对回弹预测精度影响不大。了材料参数波动性对板料回弹量的影响规律。研究结果表明,杨氏模鼙的波动对板料同弹鼍的影响最大,其次分别为硬化系数、初始屈服应力、硬化指数及各向异性系数,牟ǘ飨蛞煨韵凳‰及‰的波动对扳料回弹量的影响可忽略,且数值模拟分析材料参数对板料回弹鼍的影响趋势与理论分析一致。能有效地代替试验预测板料回弹鼍。对丁二不同强度同一类删板科,回弹量随其强度的增加而增加。
关键词:回弹实体壳单元屈服准则反向加载非线性混合强化材料波动性板料回弹鼍随凸凹模间隙、凸模圆角半径、拉深深度和板料与凸模问摩擦系数的增大而增大,随凹模圆角半径及板厚的增加而减小。增大压边力或扳料与凹模间摩擦系数到一定数量后能有效控制板料回弹量,但过大的压边力或板料与凹模间摩擦系数会导致板料破裂。基于数值模拟和试验的工艺参数对板料回弹量的影响规律与本文的理论分析一致。
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学位论文作者签名:划岩嘲学位论文原创性声明上海交通大学本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日期:欢嗄旮卦拢籇日
噼撩学位论文作者签名:孙岩娟保密口,在一年解密后适用本授权书。上海交通大学学位论文版权使用授权书同意学校保留并向国家有关部或机构送交论文的复印件和电子本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于不保密囱。朐谝陨戏娇蚰诖颉”指导教师签名:日期:贒‘年,日