本文關(guān)鍵詞：沖壓速度對(duì)板料成形性能的影響研究

  更多相關(guān)文章： 動(dòng)力學(xué)顯式 Johnson-Cook本構(gòu)方程 損傷與演化 極限拉深系數(shù)

【摘要】：拉深成形是一種重要的金屬板料成形方法,其生產(chǎn)出的零件在質(zhì)量、成本和效率上是其它加工工藝無法替代的。傳統(tǒng)的成形工藝方案往往依賴于從業(yè)者的經(jīng)驗(yàn)積累,需要對(duì)各工藝參數(shù)進(jìn)行反復(fù)的修改和調(diào)試。隨著計(jì)算機(jī)和CAE技術(shù)的發(fā)展,利用有限元的方法對(duì)板料拉深成形過程進(jìn)行模擬得到了廣泛的應(yīng)用。本文通過對(duì)CAE涉及到的理論進(jìn)行深入探討和研究,采用動(dòng)力學(xué)顯式算法作為有限元計(jì)算的求解方法,并引入含有應(yīng)變率效應(yīng)的Johnson-Cook本構(gòu)方程,對(duì)不同速度加載條件下筒形件的拉深過程進(jìn)行數(shù)值模擬。在建模過程中,對(duì)板料模型劃分不同區(qū)域的S4R單元并采用基于罰函數(shù)法的面-面接觸方式描述問題中的接觸摩擦,同時(shí)通過解析的方法推導(dǎo)出板料拉深成形過程的成形極限曲線(FLC),進(jìn)而建立損傷與失效準(zhǔn)則,并將其加入到有限元模型中。建立不同的沖壓速度,通過對(duì)圓筒形件的拉深成形進(jìn)行模擬,研究成形過程中變化的沖壓速度和恒定的沖壓速度對(duì)板料成形性能的影響,得到不同加載速度模式下拉深件的等效應(yīng)力、等效應(yīng)變和截面壁厚的一般變化規(guī)律,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到板料的成形極限圖并進(jìn)行分析�；贔LD的損傷和演化準(zhǔn)則,利用黃金分割法模擬計(jì)算板料的極限拉深系數(shù),并研究不同的沖壓速度下,速度正弦變化和恒定加載對(duì)板料的極限拉深系數(shù)的影響。模擬結(jié)果表明：在一定的沖壓速度范圍內(nèi),隨著速度的增大,正弦變化的與恒定的沖壓速度對(duì)板料性能的影響差距在逐漸減小。通過模擬的方法可以得到板料的極限拉深系數(shù),速度恒定與正弦變化加載下得到的極限拉深系數(shù)大致相同：隨著沖壓速度的增大,板料的極限拉深系數(shù)會(huì)相應(yīng)降低。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)力學(xué)顯式 Johnson-Cook本構(gòu)方程 損傷與演化 極限拉深系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG386
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 緒論13-18
• 1.1 引言13
• 1.2 金屬塑性成形的分析方法13-14
• 1.3 板料成形有限元數(shù)值模擬研究概況14-17
• 1.4 本課題主要研究目的和內(nèi)容17-18
• 1.4.1 研究目的17
• 1.4.2 研究內(nèi)容17-18
• 第二章 板料成形過程的有限元理論18-33
• 2.1 引言18
• 2.2 拉深成形過程中板料的應(yīng)力和應(yīng)變分析18-19
• 2.3 板料成形彈塑性變形有限元理論19-23
• 2.3.1 物體的構(gòu)形和運(yùn)動(dòng)描述19-20
• 2.3.2 變形梯度和位移梯度20-21
• 2.3.3 應(yīng)變張量21-22
• 2.3.4 變形速率22-23
• 2.3.5 應(yīng)力張量及變化率23
• 2.4 彈塑性本構(gòu)關(guān)系23-24
• 2.5 塑性硬化模型24-25
• 2.6 板料成形的有限元算法25-27
• 2.6.1 靜態(tài)隱式算法與動(dòng)態(tài)顯式算法25-26
• 2.6.2 動(dòng)態(tài)顯式算法的核心26-27
• 2.7 接觸與摩擦處理27-28
• 2.8 損傷與失效28-32
• 2.8.1 損傷產(chǎn)生的判斷準(zhǔn)則29-30
• 2.8.2 金屬板料失穩(wěn)的損傷破壞發(fā)生準(zhǔn)則30
• 2.8.3 成形極限圖(FLD)失效判據(jù)準(zhǔn)則30-31
• 2.8.4 材料損傷演化規(guī)律31-32
• 2.8.5 基于有效塑性位移的損傷演化定義32
• 2.9 本章小結(jié)32-33
• 第三章 圓筒形件拉深成形的有限元建模33-39
• 3.1 引言33
• 3.2 拉深幾何模型的建立33-34
• 3.3 本構(gòu)模型的建立34-35
• 3.4 拉裂損傷的建立35-38
• 3.4.1 成形極限圖(FLD)的定義35-37
• 3.4.2 損傷的演化37-38
• 3.5 起皺的判據(jù)38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第四章 沖壓速度對(duì)板料成形性能的影響39-48
• 4.1 引言39
• 4.2 機(jī)械壓力機(jī)中的滑塊運(yùn)動(dòng)分析39-41
• 4.3 沖壓速度的變化對(duì)板料拉深性能的影響41-42
• 4.4 沖壓速度的定義42-43
• 4.5 模擬結(jié)果分析43-47
• 4.5.1 不同沖壓速度下模擬的等效應(yīng)力、等效應(yīng)變及截面厚度43-46
• 4.5.2 不同沖壓速度下的FLD圖46-47
• 4.6 本章小結(jié)47-48
• 第五章 基于FLD損傷的板料極限拉深系數(shù)模擬48-58
• 5.1 引言48
• 5.2 沖壓速度對(duì)極限拉深系數(shù)的影響48-49
• 5.2.1 極限拉深系數(shù)的研究意義48-49
• 5.2.2 極限拉深系數(shù)的優(yōu)化及速度的定義49
• 5.3 基于FLD損傷的沖壓速度對(duì)板料極限拉深系數(shù)的影響49-55
• 5.4 不同沖壓速度對(duì)板料極限拉深系數(shù)的影響55-56
• 5.5 本章小結(jié)56-58
• 第六章 結(jié)論及展望58-59
• 6.1 結(jié)論58
• 6.2 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63

【參考文獻(xiàn)】

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 郭正華;鋁合金板溫成形關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];華中科技大學(xué);2004年

，

本文編號(hào)：699210