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《山东大学》 2012年
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板料翻边成形极限数值模拟及实验研究

高朋  
【摘要】:汽车、航空、航天、家用电器等行业的快速发展,以及产品零件的复杂化,使得人们对产品的质量要求不断提高。出于焊接和装配等的需求,需要对板料进行不同类型的翻边成形。然而翻边成形存在着拉裂、起皱、回弹等缺陷,以往的研究主要是针对平面坯料的曲线翻边成形或者曲面坯料的直线翻边成形的研究。而对于曲面曲线翻边类零件的成型性能的研究很少,缺乏比较系统的研究。计算机技术和有限元数值模拟技术的不断发展,为预测板料冲压工艺、坯料尺寸、模具结构等方面存在的问题提供了有效的解决方案。 本文借助板料成形数值模拟专用软件DYNAFORM对板料曲面曲线翻边成形极限进行比较系统的研究。前期研究发现,曲面曲线翻边变形区的切向应变状态主要受到弯曲曲率半径和翻边曲率半径两个参数的共同影响。本文在现有研究基础上,对除了平面直线翻边之外的其他八种翻边类型的成形极限进行数值模拟研究。 在相同的翻边成形工艺下,对每一种翻边类型,研究弯曲曲率半径R1,翻边曲率半径R2,弯曲曲面中心角α1,翻边曲面中心角α2,和板料厚度t等五个因素对翻边变形区成形极限图(FLD)和边缘绝对值对大切向应变εθmax的影响规律,最终确定其对翻边成形极限,即极限翻边高度的影响规律。利用正交试验设计方法合理安排研究翻边成形极限的实验方案。并运用进退法优化方法的思路,确定每种翻边的极限翻边高度。为实际生产当中模具及零件的设计等提供参考。
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