【摘要】：圓錐形件是最典型的曲面拉深類(lèi)零件。其拉深成形過(guò)程中,側(cè)壁材料處于懸空狀態(tài),易發(fā)生起皺。側(cè)壁起皺的存在嚴(yán)重影響著成形零件的使用和外觀(guān)、甚至可能損壞模具。因此,研究側(cè)壁起皺的成形機(jī)理,分析材料參數(shù)和工藝參數(shù)對(duì)側(cè)壁起皺的影響規(guī)律,對(duì)預(yù)防起皺的發(fā)生有很重要的意義。首先分析了圓錐形零件成形的特點(diǎn),將成形毛坯在變形過(guò)程中分為五個(gè)區(qū)域:錐形底部區(qū)、凸模圓角區(qū)、模具間隙的懸空側(cè)壁區(qū)、凹模圓角區(qū)、法蘭區(qū)。運(yùn)用主應(yīng)力法,推導(dǎo)了懸空側(cè)壁部分和法蘭的應(yīng)力公式,討論了懸空側(cè)壁部分和法蘭的應(yīng)力分布規(guī)律。給出了側(cè)壁起皺可能發(fā)生的位置在側(cè)壁靠近凹模圓角半徑處。基于ABAQUS/Explicit模塊對(duì)圓錐形件拉深成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。給出單元選擇、材料模形、網(wǎng)格的劃分、接觸與摩擦的處理、載荷的施加與邊界條件等關(guān)鍵技術(shù)的處理方法。數(shù)值模擬的應(yīng)力結(jié)果與理論分析相符合,證明了數(shù)值模擬的方法是正確的。運(yùn)用能量法和增量理論建立了圓錐形側(cè)壁起皺的理論,得到了懸空側(cè)壁起皺的臨界表達(dá)式。并提出了滿(mǎn)足求解邊界條件的新?lián)隙群瘮?shù)。通過(guò)Matlab編寫(xiě)程序和ABAQUS有限元模擬相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了側(cè)壁起皺的預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)了撓度函數(shù)、屈服準(zhǔn)則、毛坯材料參數(shù)(彈性模量、泊松比、硬化系數(shù)、應(yīng)變強(qiáng)度系數(shù)、厚向異性系數(shù)以及板料厚度等)及拉深成形工藝參數(shù)(壓邊力、凹模圓角半徑、模具間隙、摩擦因數(shù)等)等因素對(duì)圓錐件側(cè)壁起皺的影響規(guī)律。本文研究為圓錐形件在拉深過(guò)程中預(yù)防側(cè)壁起皺的發(fā)生提供了良好的參考價(jià)值。
[Abstract]:Conical part is the most typical surface drawing part. In the deep drawing process, the side wall material is in the state of suspension, which is prone to wrinkle. Side wall wrinkling seriously affects the use and appearance of forming parts, and may even damage the mold. Therefore, it is of great significance to study the forming mechanism of side wall wrinkling and analyze the influence of material parameters and process parameters on side wall wrinkle, which is of great significance to the prevention of side wall wrinkling. Firstly, the forming characteristics of conical parts are analyzed. During the deformation process, the forming blank is divided into five regions: conical bottom area, punch fillet area, hanging side wall area of die clearance, concave die fillet area and flange area. By using the principal stress method, the stress formulas of the suspended side wall and flange are derived, and the stress distribution law of the suspended side wall and flange is discussed. The possible location of side wall wrinkling is given near the radius of the die fillet. Based on the ABAQUS/Explicit module, the deep drawing process of conical parts is numerically simulated. Some key techniques, such as element selection, material shape, mesh division, contact and friction treatment, load application and boundary conditions, are presented. The results of numerical simulation are in good agreement with the theoretical analysis, and the method of numerical simulation is proved to be correct. The theory of cone side wall wrinkling is established by means of energy method and increment theory, and the critical expression of hanging side wall wrinkle is obtained. A new deflection function satisfying the boundary conditions is proposed. Through the combination of Matlab program and ABAQUS finite element simulation, the side wall wrinkle prediction is realized. The deflection function, yield criterion, blank material parameters (elastic modulus, Poisson ratio, hardening coefficient, strain intensity coefficient, thickness anisotropy coefficient and sheet thickness, etc.) and drawing process parameters (blank holder force, die fillet radius, etc.) are predicted. Effects of die clearance, friction factor and other factors on side wall wrinkle of conical parts. This study provides a good reference value for the prevention of side wall wrinkle in the drawing process of cone-shaped parts.
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG386.32

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2457042