塑性工程学报:球形件胀形过程及厚度分布的有限元数值模拟
2023-07-28【作 者】谭红;连建设;胡平;李运兴
随着汽车工业的不断发展, 人们对汽车的性能和外观要求越来越高, 于是对汽车覆盖件的成形研究得到重视,而与之紧密相关的板材成形过程的分析研究和计算机模拟也愈来愈受到人们的重视。和采用流动坐标中的有限变形理论推导出任意形状三维板料成形间题的薄膜有限元模型,N.M.wang和Budiansky [1]采用Kirch hoff薄壳理论建立了用于分析汽车车身零件成形过程的有限元模型。自从C.H.Lee和S.Kobayashi成功地将刚塑性有限元法用于分析金属成形问题以来,它已成功地分析了各种金属大变形工艺 [3-8]。
胀形件一般都有一定的厚度要求。本文采用刚塑性有限元法, 结合Hill新的屈服函数以及考虑应变速率敏感效应的本构方程, 模拟了球形件胀形过程, 分析了材料参数对胀形件厚度分布的影响, 所得的结果对于球形件的理论研究和具体的工艺设计具有重要意义。
【结 论】
本文采用三维大变形刚塑性有限元法, 模拟了球形件胀形过程及材料参数对厚度分布不均匀性影响,得到如下结论。
1)本文开发的有限元模拟程序可以用来分析球形件胀形过程中金属的变形和流动规律, 计算结果与实验结果吻合较好, 说明开发的模拟程序是可靠的,可以用来指导工艺设计和模具设计。
2)球形件胀形过程中, 随着m值和n值、u 值增大, 厚度不均匀性得到改善。 为使胀形件获得一定的厚度要求, 应针对具体材料的m、 n值来恰当地利用u值, 以便在成形中获得最佳的厚度分布。
以下是正文: