【摘要】：DP1000高強(qiáng)冷軋雙相鋼已開(kāi)始廣泛用于汽車等工業(yè)領(lǐng)域。建立了DP1000高強(qiáng)鋼沖壓試驗(yàn)的簡(jiǎn)化有限元模型,利用材料拉伸試驗(yàn)得到的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線求出DP1000鋼的真應(yīng)力應(yīng)變曲線。通過(guò)Newton-Raphson算法對(duì)模型進(jìn)行非線性有限元求解,分析試樣在沖壓過(guò)程中的三個(gè)方向的應(yīng)變?cè)茍D。結(jié)果表明,仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較為接近,可以根據(jù)有限元分析結(jié)果優(yōu)化沖壓成形工藝,從而指導(dǎo)DP1000高強(qiáng)鋼的沖壓成形試驗(yàn)。
【圖文】：

?E)(6)式中：εT為真實(shí)應(yīng)變。在定義塑性材料的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中，提供的應(yīng)變不僅僅是材料的塑性應(yīng)變，還可能是材料的總體應(yīng)變[5]。所以必須將總體應(yīng)變分解為彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變兩個(gè)分量。彈性應(yīng)變等于真實(shí)應(yīng)力與楊氏模量的比值，從總體應(yīng)變中減去彈性應(yīng)變，即得到塑性應(yīng)變，其關(guān)系式為：εpl=εT-εel=εT-σT/E(7)式中：εpl為真實(shí)塑性應(yīng)變；εT為真實(shí)總體應(yīng)變；εel為彈性應(yīng)變；E為楊氏模量。對(duì)DP1000鋼的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，得到真應(yīng)力和真應(yīng)變的關(guān)系，如圖1所示。1.2有限元模型的建立為了提高計(jì)算效率，對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行以下簡(jiǎn)化：①由于試件為對(duì)稱圓盤，故采用1/4模型以減少計(jì)算量；②圓盤下半部分施加約束以替代下端固定裝置；③試件上方也只建立1/4固定盤來(lái)進(jìn)行仿真計(jì)算。根據(jù)以上簡(jiǎn)化，建立沖壓試件圓盤及沖頭的三維模型，如圖2所示。將三維模型導(dǎo)入Ansys中進(jìn)行有限元分析。在進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，為了節(jié)省運(yùn)行時(shí)間和計(jì)算機(jī)的容量消耗，在保證精度的情況下，需要合理地劃分有限元網(wǎng)格的稀疏。在試驗(yàn)與沖頭的接觸處網(wǎng)格較密，將該處網(wǎng)格大小設(shè)置為0.1mm，與實(shí)驗(yàn)中DIC測(cè)量的窗口大小一致，如圖3所示。在定義接觸時(shí)，將摩擦系數(shù)設(shè)置為0.6，位置在沖頭和圓盤之間與圓盤和固定盤下表面之間，如圖4所示。在上固定盤的上表面定義固定約束，固定盤側(cè)面，圓盤側(cè)面及沖頭側(cè)面均定義位移約束，使之位移只在z方向，即豎直方向運(yùn)動(dòng)，如圖5所示。仿照實(shí)際情況，將沖頭定義為以2.5mm/min的速度豎直向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行仿真計(jì)算。1200100080060040020000.050.100.150.20應(yīng)變應(yīng)力/MPa工程應(yīng)力真應(yīng)力圖1工程應(yīng)力應(yīng)變與真應(yīng)力應(yīng)變比較Fig.1Comparisonb

變，其關(guān)系式為：εpl=εT-εel=εT-σT/E(7)式中：εpl為真實(shí)塑性應(yīng)變；εT為真實(shí)總體應(yīng)變；εel為彈性應(yīng)變；E為楊氏模量。對(duì)DP1000鋼的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，得到真應(yīng)力和真應(yīng)變的關(guān)系，如圖1所示。1.2有限元模型的建立為了提高計(jì)算效率，對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行以下簡(jiǎn)化：①由于試件為對(duì)稱圓盤，故采用1/4模型以減少計(jì)算量；②圓盤下半部分施加約束以替代下端固定裝置；③試件上方也只建立1/4固定盤來(lái)進(jìn)行仿真計(jì)算。根據(jù)以上簡(jiǎn)化，建立沖壓試件圓盤及沖頭的三維模型，如圖2所示。將三維模型導(dǎo)入Ansys中進(jìn)行有限元分析。在進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，為了節(jié)省運(yùn)行時(shí)間和計(jì)算機(jī)的容量消耗，在保證精度的情況下，需要合理地劃分有限元網(wǎng)格的稀疏。在試驗(yàn)與沖頭的接觸處網(wǎng)格較密，將該處網(wǎng)格大小設(shè)置為0.1mm，與實(shí)驗(yàn)中DIC測(cè)量的窗口大小一致，如圖3所示。在定義接觸時(shí)，將摩擦系數(shù)設(shè)置為0.6，位置在沖頭和圓盤之間與圓盤和固定盤下表面之間，如圖4所示。在上固定盤的上表面定義固定約束，固定盤側(cè)面，圓盤側(cè)面及沖頭側(cè)面均定義位移約束，使之位移只在z方向，，即豎直方向運(yùn)動(dòng)，如圖5所示。仿照實(shí)際情況，將沖頭定義為以2.5mm/min的速度豎直向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行仿真計(jì)算。1200100080060040020000.050.100.150.20應(yīng)變應(yīng)力/MPa工程應(yīng)力真應(yīng)力圖1工程應(yīng)力應(yīng)變與真應(yīng)力應(yīng)變比較Fig.1Comparisonbetweenengineeringstressstrainandtruestressstrainyxz圖2圓盤及沖頭三維模型Fig.23D-modelofplateandpunchyxz圖3沖壓試驗(yàn)?zāi)Ｐ陀邢拊治鼍W(wǎng)格圖Fig.3Meshofpunchingexperimentmodelinfiniteelementanalysisyxzyxz(a)圓盤與沖頭(b)圓盤與固定盤圖4
【作者單位】： 中南大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)院;長(zhǎng)沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程系;
【基金】：中南大學(xué)中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(2013zzts215)
【分類號(hào)】：TG386

【參考文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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10 周建忠;楊繼昌;許友誼;楊興華;張永康;;柔性化的板料激光沖壓成形新技術(shù)研究[A];第八屆全國(guó)塑性加工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2002年

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本文編號(hào)：2534682