拉深筋的力能特性及对板材后续成形影响的研究

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1、摘要随着汽车工业的迅猛发展，大型覆盖件的复杂程度不断上升。拉深筋的设计方法和调整技术作为冲压工艺中的关键问题，日益受到广大学者和汽车生产厂家的重视。目前有关拉深筋的工作已经取得了一定的进展，但有关板材在拉深筋中的变形机理方面的研究还有待于进一步加强，对于拉深筋对板材后续成形影响的研究尚十分欠缺。本文以大型非线性有限元分析软件MARC为平台，采用大变形弹塑性有限元法，对板材通过半圆形拉深筋和矩形拉深筋的过程进行了研究。分析了各力能参数在板材成形过程中的变化规律，并在大量模拟计算的基础上总结了拉深筋结构参数(高度、圆角半径、筋宽)与拉深筋阻力、压筋力

2、和上浮力的关系，在此基础上给出了拉深筋的设计和调整原则。在上述工作的基础上，进一步研究了拉深筋对板材后续成形的影响。分析了拉深筋中板材减薄爨和最大等效应变的演化过程，系统地研究了板材通过半圆形拉深筋及矩形拉深筋后减薄量和最大等效应变与拉深筋结构参数间的关系，从另一侧面为拉深筋的设计和调整提供了理论依据。关键词板材成形；拉深筋：有限元：力能特性；后续成形燕山大学工学硕士学位论文AbstractAstheautomotiveindllstryisdevelopingrapidly,largepanelsbecomesmoreandmorecompli

3、catedThedesignandadjustmentofdrawbead，asakeymeasuretocontroltheformingisfocusedonbymanyscholarsandmanufacturers．Atpresent，thereseachondrawbeadhasobtainedsomeprogess，butthestudyoftheformingmeehnicsofdrawbeadneedstobeimproved，andthestudyofitseffectiononsubsequentformingofsheetm

4、etalisdeficient．Inthisp印er’usingthenolinearfiniteelementanaysissoitwareMARC，basedonlargedeformationelasto—plasticitytheory,theresearchontheformingprocessofsheetmetalwithsemicircleandrectangledrawbeadiscarriedout．Thechangeinmechanicalparametersareanalysed．moreover,onthebaseoft

5、heresults，thepapergeneralizestherelationbetweenthemechanicalparameters(drawbeadrestrainingforce、formingdrawbeadforceandholdingforce)andthestructureparameters(height、radiusandwidth)，thedrawbeaddesignandadjustingprinciplealeputforword．Onthebaseoftheabovework，矗studyismadeonthein

6、fluenceofdraweadonthesubsequentforming，theevolutionofthethicknessreductionandequivalentstrainareanalysed．Therelationbetweenthethicknessreduction，equivalentstrainandthestructureparametersarestudiedsystematily．SupplyingatheoryforthedesignandadjustmentofdrawbeadKeywordsSheetmeta

7、l；Drawbead；FEM；Mechanicalcharater；subsequentformingIl第1章绪论1．1拉深筋的引入板材成形是材料加工技术中的重要分支之～，在汽车、航空、航天、船舶及家用电器等国民经济备部门得到了广泛的应用，尤其是随着汽车行业的壮大，使得大型覆盖件的需求量迈上了一个新的台阶，同时对板材成形件的形状和尺寸精度也提出了更高的要求，因此开展对板材成形的研究具有重大的现实意义I¨J。覆盖件大多数是由复杂的空间曲面组成，成形时坯料上各处应力状态不一致，变形状态相当复杂。通用汽车公司的J．ESiekirk总结了板材冲压过程中

8、涉及到的因素有30种之多，每个因素或多或少都对变形中材料的流动有影响，要想有效的控制毛坯各部分的变形趋势，按照预期的方式进行变形，就必须