發(fā)布時間：2019-09-11 21:44

【摘要】：DP1000高強(qiáng)冷軋雙相鋼已開始廣泛用于汽車等工業(yè)領(lǐng)域。建立了DP1000高強(qiáng)鋼沖壓試驗的簡化有限元模型,利用材料拉伸試驗得到的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線求出DP1000鋼的真應(yīng)力應(yīng)變曲線。通過Newton-Raphson算法對模型進(jìn)行非線性有限元求解,分析試樣在沖壓過程中的三個方向的應(yīng)變云圖。結(jié)果表明,仿真結(jié)果與試驗結(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。
【圖文】：

?E)(6)式中：εT為真實應(yīng)變。在定義塑性材料的試驗數(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)變兩個分量。彈性應(yīng)變等于真實應(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為真實塑性應(yīng)變；εT為真實總體應(yīng)變；εel為彈性應(yīng)變；E為楊氏模量。對DP1000鋼的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行相應(yīng)的計算，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算效率，對試驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行以下簡化：①由于試件為對稱圓盤，故采用1/4模型以減少計算量；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固定盤來進(jìn)行仿真計算。根據(jù)以上簡化，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，為了節(jié)省運行時間和計算機(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，與實驗中DIC測量的窗口大小一致，如圖3所示。在定義接觸時，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，即豎直方向運動，如圖5所示。仿照實際情況，將沖頭定義為以2.5mm/min的速度豎直向上運動，進(jìn)行仿真計算。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為真實塑性應(yīng)變；εT為真實總體應(yīng)變；εel為彈性應(yīng)變；E為楊氏模量。對DP1000鋼的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線進(jìn)行相應(yīng)的計算，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算效率，對試驗?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行以下簡化：①由于試件為對稱圓盤，故采用1/4模型以減少計算量；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固定盤來進(jìn)行仿真計算。根據(jù)以上簡化，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，為了節(jié)省運行時間和計算機(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，與實驗中DIC測量的窗口大小一致，如圖3所示。在定義接觸時，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，，即豎直方向運動，如圖5所示。仿照實際情況，將沖頭定義為以2.5mm/min的速度豎直向上運動，進(jìn)行仿真計算。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?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)交通運輸工程學(xué)院;長沙職業(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)專項資金資助項目(2013zzts215)
【分類號】：TG386

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2534682