板料翻边成形数值模拟及影响因素研究

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在汽车冲压件中存在着大量的翻边特征,很多零部件翻边高度大,几何形状复杂,成形时很容易产生破裂和起皱等缺陷。以往对板料翻边成形的研究,大多集中在平面坯料的曲线翻边或者曲面坯料的直线翻边上,在翻边形式越来越多样化的情况下表现出了明显的欠缺和不完善。针对这一研究现状,本文借助板料成形数值模拟软件DYNAFORM,对在曲面坯料上进行曲线翻边的变形形式进行更深入的研究。   对于曲面曲线翻边,翻边变形区的应力应变状态受到翻边半径和弯曲半径两个参数的共同影响,从变形性质上来讲是由伸长类翻边和压缩类翻边组合的复合成形。因而曲面曲线翻边不能直观的通过变形性质进行分类,即伸长类翻边和压缩类翻边。本文在现有的研究基础上对翻边成形工艺从理论角度重新进行了组合和分类,归纳总结得到九种翻边类型,基本涵盖了实际中经常见到的各种翻边形式,对九种翻边类零件进行建模并定义其关键的几何参数,通过对变形区的应力应变分析,得到影响翻边成形性能的几个主要因素。   对每一种翻边类型,在相同的翻边成形工艺下通过大量的数值模拟,研究四个主要影响因素零件弯曲曲率半径R1,翻边曲率半径R2,凹模圆角半径r和板料厚度t对翻边成形后变形区边缘绝对值对大切向应变的影响规律,并应用正交试验设计方法得到这些参数中影响该类型翻边成形极限的最主要因素。此外,针对每一种曲面曲线翻边,在保持其他参数恒定的情况下,模拟分析最主要影响因素对翻边成形极限的影响规律,并得到一个翻边成形极限值,通过实验对模拟结果进行验证和修正。文中得到的规律对零件及模具的设计及后续修正提供了参考。
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