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拉深成形是一种重要的金属板料成形方法,其生产出的零件在质量、成本和效率上是其它加工工艺无法替代的。传统的成形工艺方案往往依赖于从业者的经验积累,需要对各工艺参数进行反复的修改和调试。随着计算机和CAE技术的发展,利用有限元的方法对板料拉深成形过程进行模拟得到了广泛的应用。本文通过对CAE涉及到的理论进行深入探讨和研究,采用动力学显式算法作为有限元计算的求解方法,并引入含有应变率效应的Johnson-Cook本构方程,对不同速度加载条件下筒形件的拉深过程进行数值模拟。在建模过程中,对板料模型划分不同区域的S4R单元并采用基于罚函数法的面-面接触方式描述问题中的接触摩擦,同时通过解析的方法推导出板料拉深成形过程的成形极限曲线(FLC),进而建立损伤与失效准则,并将其加入到有限元模型中。建立不同的冲压速度,通过对圆筒形件的拉深成形进行模拟,研究成形过程中变化的冲压速度和恒定的冲压速度对板料成形性能的影响,得到不同加载速度模式下拉深件的等效应力、等效应变和截面壁厚的一般变化规律,对数据进行处理得到板料的成形极限图并进行分析。基于FLD的损伤和演化准则,利用黄金分割法模拟计算板料的极限拉深系数,并研究不同的冲压速度下,速度正弦变化和恒定加载对板料的极限拉深系数的影响。模拟结果表明:在一定的冲压速度范围内,随着速度的增大,正弦变化的与恒定的冲压速度对板料性能的影响差距在逐渐减小。通过模拟的方法可以得到板料的极限拉深系数,速度恒定与正弦变化加载下得到的极限拉深系数大致相同:随着冲压速度的增大,板料的极限拉深系数会相应降低。