盒形件拉深过程中法兰区应力解析

为定量研究盒形件成形的理论 ,根据盒形件拉深变形的特点 ,在假设法兰圆角区剪应力零线上质点的变形规律与四转角组成的轴对称拉深件相同的前提下 ,得到了盒形件法兰变形区定量应力解析解 .通过对一盒形拉深件具体实例计算分析表明 ,理论解析与有限元模拟结果吻合较好 。

方盒件拉深法兰区不均匀流动的模拟分析

盒形件及一些复杂形状的零件在拉深成形时,由于其形状的非轴对称性,变形沿变形区的周边分布是不均匀的,往往会造成各种形式的缺陷.利用开发的动力显式弹塑性有限元程序FEMStamping模拟了NUMISHEET'93国际会议的标准考题之一方盒形件的拉深成形过程,分析了摩擦系数、压边力和凹模圆角半径等工艺参数及毛坯形状与尺寸对法兰变形区材料不均匀流动的影响规律,给出了改善方盒形件成形质量的一些工艺措施.

拉深件法兰区稳定性参数的几何意义

本文从理论上分析了有关几何参数对法兰区稳定性的影响,从理论上提出了提高法兰区稳定性的途径。

轴对称拉深成形中法兰变形区的解析方法

轴对称拉深成形中法兰变形区的应力、应变分析是研究板材拉深成形中失稳起皱和成形极限的基础。以轴对称拉深法兰变形区为研究对象,分别建立法兰变形区应力、应变两种解析方法,即以主应力法为基础的主应力解,以广义胡克定律和变形协调方程为基础的广义胡克定律解。分别通过试验和数值模拟对两种解析方法的计算结果进行比较,结果表明:主应力解在求解过程中忽略了法兰厚度的变化,使得径向应变的计算值较试验和模拟值偏差较大;采用以切向应变表示的平均硬化模型,使得切向应力的计算结果偏差较大,径向应力的计算结果与模拟相差不大,可以满足工程中对拉深成形力的估算。广义胡克定律解以广义胡克定律和变形协调方程为基础,避免了主应力解的缺陷,应力、应变的理论计算值与试验值、模拟值基本吻合,且相对偏差不大于5%,是一种相对精确的理论分析方法。

盒形件凸缘直边的主应力解析与数值模拟研究

对盒形件凸缘直边法兰区主应力进行了力学分析,研究了其成形中法兰部分的变形情况。运用DYNAFORM软件,对盒形件的成形进行了数值模拟,并用硬度计测定了盒形件法兰区的硬度。结果表明:法兰直边靠近中点的材料比靠近圆角部分的材料厚度大,说明材料塑性变形不够充分;长宽比大的盒形件成形后的零件厚度比较大,材料流动困难,不利于成形;同一高度上,圆角部分硬度明显大于相邻两直边硬度,说明圆角部分材料流动良好而加工硬化现象明显,硬度最大值在凹模圆角入口处附近。盒形件法兰变形的实验与数值模拟结果一致。

筒形件液压拉深过程最优压边力的研究

结合筒形件液压拉深新装置的基本工作原理 ,提出了筒形件拉深法兰部分切向应变更为精确的简化计算公式 ,进一步获得了该法兰区域板料径向及切向应力的新的数学表达式。应用能量法重新建立了筒形件拉深时法兰区板料不起皱的最小压边力的数学表达式。明确指出液压拉深时拉深中的危险断面在板料凹模圆角区和筒壁区相交处 ,建立了相应的拉深力的计算公式 ,并获得了拉深破裂临界状态时极限拉深力及径向应力表达式。推导出了拉深破裂最大压边力的公式 ,指出实际拉深时最佳压边力应在防皱最小压边力和拉破最大压边力之间选取 ,同时根据该结果也能计算液体压力与最小拉深系数的关系。计算结果表明 ,该液压拉深方法可大幅度提高拉深变形程度 。

筒形件拉深起皱临界厚度的计算

通过对筒形件拉深时法兰变形区应力应变分析 ,利用线性化的Hill厚向异性屈服准则及各向异性理论 ,推导出筒形件拉深起皱的临界厚度的计算公式 。