板料成形中拉深筋的力学性能及影响因素研究

【摘要】：拉深筋是板材拉深成形中的主要控制手段,随着工业,尤其是汽车工业的迅速发展,冲压制件的复杂程度和难度不断增加,拉深筋已成为冲压模具设计中的关键技术,然而目前对拉深筋的设计研究尚较欠缺,尚无具有实践意义的拉深筋设计原则,已成为冲压工艺中急需解决的问题。 本文以有限元数值模拟为分析工具,对板料通过圆角时的变形机理进行了深入研究,将板料通过圆角的变形过程分为五个变形区,并分析了各变形区的变形特点和受力状态;研究了板料与圆角的接触状态及接触压力的分布规律;探讨了弯矩和截面拉力在板料通过圆角过程中的形成与变化规律,并在大量模拟计算的基础上总结出了圆角半径,后拉力,摩擦条件,材料性能等因素对板料变形状态和力能参数的影响,提出了对欧拉公式的修正及圆角阻力的近似计算公式。 本文通过数值模拟,系统地研究了板料在通过拉深筋时的变形规律及受力特点,分析了板料在拉深筋中的变形过程,获得了拉深筋中变形阻力和摩擦阻力的关系、各圆角阻力的特点、阻力构成和变形特点与拉深筋结构参数间的关系,为拉深筋的设计与调整提供了理论依据。 本文通过模拟计算与实验相结合的方法,系统地研究了拉深筋结构的力学特性,并在此基础上得出了拉深筋的设计和调整原则,明确提出了拉深筋主要结构参数的合理取值范围。 依据上述理论,本文深入分析了大型容器封头的冷拉深成形机理,提出了大型容器封头拉深成形对拉深筋的要求,并在此基础上给出了大型容器封头拉深成形时的拉深筋设计原则。 本文的实验结果与模拟结果相一致,证明了采用数值模拟为工具,在大量计算的基础上寻求板料成形的内在机理是一种行之有效的方法,可有效弥补实验和其它分析手段的不足。