金属成形工艺：摩擦系数和材料参数对薄钢板胀形成形的影响
2022-10-13【作 者】邱晓刚
【前 言】
胀形成形是在双向拉应力作用下产生两向伸长变形，厚度减薄，表面积增大，造成局部减薄而破裂的一种成形方式。典型的胀形试验通常采用钢模胀形试验，也是测试板材成形极限的基本试验之一。
众所周知，成形极限可以较好地反映钢板的成形能力，成形极限越高，钢板抵抗变形的能力越强，冲压性能就越好。所以，成形极限图(FLD)是衡量钢板成形能力的极为有用的工具，可定量分析钢板的成形效果。在测试成形极限时，试验所需试样数量多，试验过程繁琐并且周期较长，而且很难用试验的方法对众多的影响因素进行分析。有限元仿真技术的应用可大大缩短试验周期，快速得到计算结果，而且降低试验成本，提高工作效率。通过建立胀形试验模型，计算了给定材料在胀形成形时的应变分布并与实际测试结果进行比较，研究分析了摩擦系数和材料参数n、r值对胀形成形的影响。
胀形试验在BCS-30D成形试验机上完成，试验前，先在试样表面印制标准网格，试验中采用不同的润滑条件(分别用机油、聚乙烯薄膜和胶皮润滑)进行冲压，待试样冲压变形后，用ASAME应变测量系统进行应变测量分析，得到应变分布图。
有限元仿真计算使用eta／DYNAFORM软件，在前处理系统建立几何模型，模具尺寸按照国标GB／T 15825．8．1995((金属薄板成形性能与试验方法：成形极限图(FLD)试验》［1］规定设计，见图1。模具单元定义为刚性壳单元，板料尺寸为180mm x180mm。采用自适应网格划分法，将单元划分为四边形网格。模具间隙为1.1 t。，凸模运动速度为2000mm／s，行程为50mm，压边力为200kN。
【结 论】
1) 通过对不同润滑条件实测值与仿真计算值的比较，估算出摩擦系数μ值。
2) 静摩擦系数μ值减小，LDH增大，板厚减薄越多，极限应变值增大，可提高胀形成形的能力。
3) n值对胀形成形的影响是非常明显的，随着 n值的增加LDH增大。r值对胀形成形几乎没有影响。
以下是正文：
