冲裁是指利用安装在压力机机身上的模具使得板料沿一定的冲裁轮廓线产生相互分离的工序,一般包含冲孔和落料。由于冲裁工艺方便、高效,在实际生产中,得到了广泛的应用。冲裁力是用来选取设备型号,设计模具以及校核冲头强度的重要依据。随着冲压技术的快速发展,各种冲裁工艺(如厚板冲裁、高强度钢板冲裁)对冲裁力的精准确定,冲裁力的发展过程提出了更高的要求。所以,冲裁力的研究对于扩展冲裁基础理论具有一定的理论价值,对于高强板冲压、厚板冲裁等工艺具有工程应用意义。本文以冲裁工艺为研究对象,开展了冲裁力理论分析、实验研究以及数值模拟。主要研究内容及结果如下:(1)以冲裁工艺为研究对象,开展了冲裁力的理论分析,建立了较为精确的冲裁力理论计算公式,为丰富冲裁理论提供了支撑。通过运用滑移线场理论,分析板料的受力状态,建立力学分析模型,推导获得了最大冲裁力理论计算公式;通过运用上限法,建立力学分析模型,推导获得了冲裁过程作用力的理论计算公式,分析了冲裁力随冲头行程的变化规律,获得了板料厚度、冲裁间隙等工艺参数对冲裁力的影响规律。(2)在室温条件下,开展了冲裁力的实验研究,设计了实验方案和实验装置,验证了理论公式的准确性,阐明了冲裁力的影响因素及规律。通过分析实验获得的冲裁力行程曲线以及最大冲裁力,总结了不同工艺参数如板料厚度、冲裁间隙以及冲裁速度对冲裁力的影响规律;通过对比实验与理论计算的结果,验证了推导出的冲裁力理论计算公式的正确性。(3)运用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,开展了冲裁过程的数值模拟。建立冲裁过程有限元分析模型,获得了冲裁力的仿真曲线以及最大冲裁力。综合分析了数值模拟、实验研究以及理论计算的冲裁力结果。综上所述,本文基于滑移线法与上限法获得了冲裁力理论计算公式,通过开展冲裁力实验研究,验证了理论公式的准确性;通过理论分析、实验研究和数值模拟,阐明了冲裁间隙、板料厚度等工艺参数对冲裁力的影响规律。