斜壁盒形件薄板多点拉延成形的数值模拟研究

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板料多点成形是利用点阵排列的、高度可调的基本体群形成的包络工具曲面取代实体模具进行板类件成形的一种快速、柔性、数字化成形工艺。该工艺在板类件三维曲面成形领域有着广泛的应用。斜壁盒形件是一种典型的盒形拉延件,在进行多点拉延成形时可能出现压痕、起皱、拉裂等成形缺陷。本文采用有限元方法,对使用和未使用弹性垫的斜壁方盒形件薄板多点拉延成形进行了数值模拟研究,分析了斜壁方盒形件薄板多点拉延成形时板料的流动规律以及应力应变分布特点。结果表明:弹性垫能有效防止压痕与内皱缺陷的产生;使用厚度适度的弹性垫既能得到表面质量良好的工件,同时又能保证工件较高的成形精度。压边力大小是影响盒形件多点拉延成形质量的重要因素。本文对压边力大小不同条件下的斜壁方盒形件和斜壁矩形盒件进行了有限元数值模拟研究。结果表明:过小的压边力不能有效抑制法兰部位的起皱;过大的压边力容易导致侧壁底部被拉裂。本文还对不同的几何参数(板料厚度、拉延深度和侧壁倾角)的斜壁矩形盒件的薄板多点拉延成形进行了模拟分析,得到了各自条件下起皱与拉裂的压边力极限图。结果表明:板料越薄越容易发生法兰部分起皱与侧壁底部拉裂缺陷;拉延深度越深得到质量良好工件的成形难度越大;过小或者过大的侧壁倾角都对成形质量不利。
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