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毛坯铸件对塑性流动的影响

2017-12-23 21:08:28
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  毛坯形状和尺寸的反算是薄板冲压成型中的一个难题。毛坯形状的确立是设计工艺和制定工艺流程的前提。毛坯形状设计得合理,冲压过程中材料的流动将   合理,从而明显地减少起皱、拉裂发生的可能。对于复杂的冲压件,采用经验和解析方法至今未能获得满意的结果。到现在为止,使用   多的仍是毛坯展开方法和有限元仿真方法。
  研究毛坯展开方法的理论有多种,如经验法,滑移线法,模拟法等。
  经验法是工厂中常用的方法,一般计算矩形、圆筒的展开长度和圆角部分的展开半径,然后在过渡区用直线和圆弧相连。这种方法假设薄板厚度在拉延成型过程中不变,面积不变。
  滑移线法技术较成熟,已被用于求等截面杯体,如圆形、椭圆形、各类盒形以及某些不规则形状筒型体。但这种方法要作以下假定:板料法兰厚度不变化,并处于平面应变状态,材料各向同性,无硬化,不考虑摩擦力分布对塑性流动的影响。
  模拟法是在一定的假设条件下,根据许多物理问题数学描述的相似性,通过数学相似理论,采用其它物理介质构成的模型来模拟板料法兰的金属流动。从理论上可以证明,冲压工件凸缘处金属的这种流动同相似区域相似边界条件的纯粘性流体的流动、电流的流动或热传导是相似的。一般的假设条件为冲压前后毛坯面积保持不变,以及法兰部分处于塑性变形状态。
  利用有限元仿真方法来求毛坯的初始形状和尺寸是近几年发展起来的。有增量有限元方法,几何映射法,有限元反算法等。
  增量有限元方法考虑了成型过程中金属的塑性流动受模具形状等多种因素的影响,有较高的精度,但耗时较大,较难设置接触边界条件,计算模型十分复杂。
  几何映射法认为应变由变形前后板料的几何差别定义,而变形后板料形状已知,就可以将变形后板料上的点映射回初始板料,而且不需要载荷就能计算应力的分布。应变取决于厚度分布,但变形后板料的厚度分布未知,这样,几何映射法取决于厚度分布的正确假设并视厚度与特定的边界条件相匹配。
  有限元反算法可看成是冲压成型的逆过程,要解决的问题很多且计算过程十分复杂。这种反算法一般将成型过程简化为一个或多个加载的过程,采用全量理论进行分析计算,所以计算可以只考虑初始态和变形态,忽略中间的变化。
  1)若存在组合冲压,此时的投影面可看成是多个投影面的组合。
  2)要获得      的毛坯形状和尺寸,应知道在前处理过程中在何处、怎样设置工艺措施。为解决这个问题可以在传递的数据中带上在冲压过程开始时与网格相对应的工艺参数数据库。
  3)求毛坯的形状和尺寸虽然在计算机仿真过程中属于后处理的范畴,但它又与核心处理和前处理紧密相关,所以应将三者集成化处理。
  4)如果计算机仿真过程中采用了自适应技术,以上的方法同样适合于阶谱自适应情况。当采用网格自适应技术时,上述方法实施较为困难,主要是“毛坯形状的初步获取”这一步应加以修改。
  5)由于计算机的舍入误差以及某些判断条件的存在,不可避免地产生误差,从而对精度有些影响; 同时在计算机仿真的前处理过程中网格的划分、核心处理的计算输出结果等也是影响精度的根本因素。
 

 


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