板材多点冲压成型缺陷理论分析及数值模拟

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随着高铁、船舶、航空等行业高速发展,对板材的多样性有更大的需求,多点成形技术适合这种小批量多品种的生产方式。其技术的核心在于将整体模具离散成基本体群,这些基本体的高度可调,经过调形后,形成需要的曲面,然后进行冲压成形。因其使用一套模具可成形多种曲面,其研究与使用场景很广泛。  压痕、起皱和回弹是多点成形常见的缺陷,本文就这三个问题进行了理论分析,以球形件为例分析了起皱的原因及影响因素。同时对压痕和回弹产生的原因进行描述,并用有限元软件abaqus对典型的单曲率面和双曲率面进行了数值模拟,模拟结果与理论分析结果相符。  本文对基本体冲头高度的调节进行了理论计算,保证冲头球心的连线是需要的板材成形曲面。在模拟过程中,对abaqus相关设置进行了说明,保证成形结果的合理性,其中包含材料参数、网格划分、单元选择、摩擦方式及边界条件等。  理论分析表明可通过弹性垫解决压痕问题,通过压边圈解决起皱问题,数值分析结果表明通过合理的参数及变量设置可保证成形结果良好。对影响板材成形的因素:板材厚度、弹性垫厚度及压边力大小进行分析,同时研究了这三种参数对回弹的影响,为实际生产提供了理论依据。  
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