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1、精冲断裂裂纹扩展有限元算法研究摘要随着精冲技术的迅速发展及其应用范围的不断扩大，许多结构零件采用板料精冲而成，这不仅能保证零件有足够的精度和强度，而且还可以提高零件的使用寿命，提高劳动生产率，从而降低生产成本。因此，精冲技术作为现代加工技术的主要发展方向与开拓项目越来越引人注目。精冲过程成形机理非常复杂。在精冲过程中，塑性变形主要集中在凸、凹模之间的一个狭窄的区域内，应力、应变分布情况较为复杂，不能完全得到其解析值。由于精冲成形是一种复杂的局部剧烈塑性变形，是一个涉及几何非线性、材料非线性、接触非线性的塑性非稳态过程，影响的工艺参数很多，常出现断裂、撕裂、塌
2、角过大、毛刺过大等成形缺陷。而对精冲断裂的控制又是精冲工艺控制的一大任务。对精冲断裂的控制，要求对材料起裂与裂纹扩展作出预测，这必须借助于有限元工具来进行模拟。本文针对精冲裂纹扩展的问题进行了深入的研究。对于现有商业软件处理断裂网格时广泛采用的单元删除法，本文进行了详细的讨论。在此基础上，用节点删除法、尖端网格重划法进行对比分析。本文设计了精冲试验，用典型的圆形钢板，采用SS400钢材料，进行了多次精冲试验，以获得不同凸模行程下的裂纹情况。在此精冲试验模型上，把处理断裂网格的单元删除法、节点分离法、尖端网格重划法用来模拟此精冲过程，对裂纹网格的处理进行了详细
3、的讨论，最后对不同方法的应用情况作了总结。单元删除法具有处理简单、速度快的优点，可以用来处理对断裂表面仿真要求不高的情况。节点分离法不适合处理随机裂纹的网格，适宜模拟断裂路径确定的情况。尖端网格重划法处理随机裂纹比较合适，比单元删除法有较好的仿真质量，但是增加了计算量。由此得出结论，单元删除法和尖端网格重划法都适合用来模拟精冲裂纹的扩展，具体选用哪种方法要视情况而定。关键词：精冲，有限元，断裂，网格IResearchonAlgorithmofFEMSimulationofCrackPropagationinFine-blankingABSTRACTAlong
4、withtherapiddevelopofthefine-blankingtechnology,andtheexpandsoftherangeofitsapplication,manypartspressedwiththefine-blanking.Thiscannotonlyensuretheintensionandtherigidityoftheparts,butalsocanheightenthelife-spanoftheparts,heightentheworkingproductivity,thenconsequentlyreducethecos
5、toftheproduce.So,bywayoftheprimarymanufacturemethod,thetechnologyofthefine-blankingiscomingtofrontmoreandmorenow.Theprocessoffine-blankingisverycomplicated.Intheprocess,theplasticdeformationfocusesonthenarrowareabetweentheupperdieandlowerdie.Asthefine-blankingisaprocessofintenseloc
6、alizedplasticdeformation,anunstableprocessofgeometrynonlinearity,materialnonlinearity.Therearealotofprocessparameterseffectingblankingquality.Anditoftenarisesfracture,largedie-roll,andlargeburrs.Thecontrolofthefine-blankingfractureisataskofthecontrolofthefine-blankingquality.Inorde
7、rtocontrolthefine-blankingfracture,itisnecessarytopredicttheinitialcrackandthecrackpropagationofthematerial.Itisdeeplystudiedinthecrackpropagationoffine-blankinginthispaper.Theelement-deletemethod,whichiswidelyusedinthecommercialsoftware,isdiscussedindetail.Incomparison,thenode-sep
8、aratingmethodandthecrackti
