管材缩径起皱失稳数值模拟

轻质薄壁件越来越多地应用于航空、航天和汽车等高新技术工程领域,但起皱失稳一直是薄壁件成形过程中主要的缺陷之一。因此,轻质薄壁件成形过程中的塑性失稳起皱预测研究就显得尤为重要。本文针对塑性成形中薄壁管件结构由于存在多种初始缺陷(如厚度不均,尺寸偏差等)从而导致失稳模拟预测与实际情况不符的现象,以AA6061固体颗粒介质管材缩径工艺为算例,结合ABAQUS中最适合复杂接触工况的DYNAMIC算法以及Draker-Pager颗粒介质成形数值模拟模型,对无初始缺陷圆柱壳体、引入屈曲模态初始缺陷圆柱壳体、引入厚度不均初始缺陷圆柱壳体以及同时引入屈曲模态和厚度不均缺陷的圆柱壳体进行了缩径成形模拟,将四种条件下的管件失稳波形模拟结果与试验结果进行了比较。结果表明:同时引入屈曲模态和厚度不均缺陷的动态显示有限元法可以准确预测出管材缩径失稳后的形貌,并将模拟仿真与实验的应力-位移曲线进行对比,验证了此模拟方法的可靠性。

薄板起皱失稳数值模拟计算方法

汽车、航天、航空等领域的零件制造轻量化趋势致使管板材成形起皱失稳缺陷的预测成为行业的重点关注问题。基于目前常规数值模拟算法未包含起皱失稳判据从而无法解决起皱数值预测的现状,利用平板对角拉伸试验作为对比验证对象,利用大型平台软件ABAQUS证实了用于模拟薄板变形的常规壳单元动态显式算法(*DYNAMIC)以及用于结构件屈曲计算的弧长法(*RIKS)无法用于计算薄板成形起皱问题,尝试并比较了"用于微缺陷引入的特征值分析(*BUCKLE)+*DYNAMIC分析"相结合分析方法、"*BUCKLE分析+*RIKS分析"相结合的分析方法以及"三维实体单元动态显式算法"三种方式对薄板起皱失稳问题的运算结果,围绕计算精度、适用范围、算法特征等方面对这三种算法进行研究,确立了从多方面考察综合性能最佳的薄板成形起皱失稳数值模拟方法。