板料拉深过程中的摩擦模型及其有限元模拟研究

【摘要】：摩擦与润滑状态是影响金属板料成形工艺的一个重要因素,因此在数值模拟过程中,为了获得更加准确的模拟结果,就必须对板料成形过程中的摩擦行为进行准确的描述。而要达到此目的,就需要更加符合实际的摩擦模型以及利用软件的二次开发功能对摩擦模型进行二次开发,并将其应用于模拟过程中。 1)基于摩擦学理论和金属塑性加工理论,建立了流体润滑条件下轴对称件拉深成形过程中摩擦阻力与表面粗糙度、润滑剂及相对滑动速度等之间的关系模型。 2)分析了板料拉深成形过程中不同区域的摩擦行为及其对应的摩擦模型。 3)对ABAQUS软件的子程序二次开发进行了分析,根据模具与板料之间的动态接触状态的变化及不同的区域采用不同的摩擦模型,编写了相应子程序。 4)设计制作了一模拟实验系统,探讨了板料拉深成形过程中摩擦状态的变化规律。而且还利用了探针摩擦测试装置对盒形件拉深成形过程摩擦系数进行了测试。 5)利用ABAQUS/Explicit有限元分析软件,将所编的摩擦模型二次开发子程序应用于圆筒件拉深和盒形件拉深过程有限元模拟,并矩形盒形件模拟结果与其探针摩擦系数测试实验结果进行了对比,结果表明应用本文中的摩擦模型及二次开发子程序的正确性及可行性。