金属板材单点渐进成形技术是基于快速原形制造技术"分层制造"的思想所发展起来的一种新的金属板材加工技术,该技术可以直接加工薄壳类的工件,并且由于加工时是对金属板材的局部加压,变形连续积累而达到整体成形,因此加工的工件精度较高.最重要的是整个加工过程(从建模到CAE分析、到加工成形)易于实现过程的自动化.这些特点使得该技术成为一项很有发展前途的先进制造技术.在金属板材渐进成形过程中,材料的弹塑性变形十分的复杂,影响成形过程的因素很多,目前还没有一种系统的精确的理论来解释板材的成形机理.同时各个工艺参数对成形过程的影响又很难准确判定,必须花费大量的时间、人力来进行工艺实验,很难满足实际工艺的需要.为此拟建立一种数值模拟方法,对板材渐进成形过程进行计算机模拟分析,以代替大量的工艺实验,以便掌握该技术的塑性成形过程的规律,为工艺设计提供可靠的判据和最优的工艺参数.金属板材单点渐进成形数值模拟研究难度比较大,目前还无研究者开发出渐进成形数值分析软件.该文作者利用了有限元软件ANSYS来分析板材渐进成形问题,虽然ANSYS软件没有针对金属板材单点渐进成形过程分析的模块,但作者利用了该软件的LS_DYNA模块能高效率处理非线性问题的优势和其所附带的APDL语言功能摸索出了实现金属板材单点渐进成形应力、应变数值分析的方法.采用上述方法,利用ANSYS软件的显式求解器分析了压头压下时,不同压头半径的条件下,压头与板材接触区域的应力分布.并且还分析了压头运动时,不同压头半径的条件下,压头与板材接触区域的应力分布以及不同位置压头球心处的应力变化规律.同时利用ANSYS软件的隐式求解器分析了间距和层距的大小对压头的影响.根据对模拟数据的分析比较,发现半径大的压头有利于板材的成形;成形角对板材的成形影响较大,大的成形角有利于板材的成形;小的间距和层距有利于板材的成形.