轴对称零件拉深应力应变的分析及其论证

《轴对称零件拉深应力应变的分析及其论证》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、现代制造工程2006年第12期制造工艺／工艺装备轴对称零件拉深应力应变的分析及其论证崔国英，朱正光，杨晓红，于红星(鹤壁职业技术学院机电工程学院，鹤壁458030)摘要由板料在拉深过程中各区域的变形状态，建立应力应变计算的数学模型，分析圆角处的弯矩和凸缘处的压边影响，分别得出应力和应变的计算公式，并进行试验验证，最后给出对其影响程度的结论。关键词：轴对称零件拉深等效应力等效应变中圈分类号：TG76文献标识码：B文章编号：167l—3133(2006)l2—0o8O—03Analyzingthetesto

2、fstress-strainonaxisymmetriccomponentdraingCuiGuoying，ZhuZhengguang，YangXiaohong，YuHongxing(HebiCollegeofVocationandTechnology，Hebi458030，Henan，CHN)AbstractSetsupthecalculationmathematicmodelofstress—strain．Theanalysesofbendingmomentintheroundcornerandof

3、pressuresefectintheflangewhichgetcalculationformulasforchangeafleforces，accordingtothechangeofeveryzoneofsheetsbeingdrawn．Thenverifiestheseformulasandgivestheconclusionabouttheirefect．Keywords：AxisymmetriccomponentDraingEquivalentstressEquivalentstrain机械

4、制造业常用到各式各样的轴对称壳体零件，拉深工艺是这些零件制造中常用的和主要的成形方法。其成形过程是否顺利，直接关系到产品的最终质量和制造成本，而其成形过程中的应力应变状态直接影响到成形工艺的成败。拉深过程中的应力应变状态复杂，而目前技术资料和文献中，对此定性分析的多，定量研究的少。探讨拉深过程中应力应变变化的内在规律，建立数学模型，对分析其变形特征、合理设计成形工艺和减少拉深次数等具有实用意义。笔者选用典型的轴对称零件，利用塑性基本理论，采用分块叠加累积的方法进行分析计算，并进行分析论证。1拉深变形过程

5、中的应力应变分析图l圆筒件拉深时各区的应力应变状态图1所示为圆筒件拉深时各区的应力应变状态。它分五个不同状态区，是一种典型拉深工序变形实2基本假设例，其变形过程复杂。在板料凸缘面内，一个主应力为正，另两个为负，在凹模圆角处有相似的应力状态，1)在塑性变形过程中把材料分成四种类型，即理在圆简直壁部分为单向拉伸应力，其余二区可由图i想弹塑性材料、理想刚塑性材料、硬化弹塑性材料、硬看出。应力状态与应变状态有对应关系。从凸缘平化刚塑性材料。面到与凹模圆角处开始厚度不断减薄。在同一变形2)毛坯的材料看成是各向同性

6、的刚塑性材料，即时刻，各区域的应力应变都在不断发生转变。压缩失各向硬化程度一样。稳和拉深变薄起着不同的主导作用，这就是凸缘部分3)按刚塑性材料常用的真实应力曲线方程计起皱和凸模圆角处拉裂的原因⋯。算。80制造工艺／工艺装备现代制造工程2006年第l2期=A(占。+；)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)可根据壳体的塑性流动原理和轴对称壳类筒形件式中：为等效应力；占。为材料产生屈服的应变；；为的受力可得出：等效应变；A、n分别为材料系数和硬化系数，见表1。警+()+QK。l+。表1不同材料的A、值dNm(Nm墨

7、+N~K2)+AO了cos0+P2=。一警+(+)一Q=o⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(4)式中：Ⅳm、分别为纵向和周向力，kN，N=ITh，=IT。h；为拉深件壁厚，mm；s为轴对称轮廓在纵向曲线长度，mm；0为中心线与轴对称轮廓中线的夹角，4)典型的薄壳拉深零件如图2所示，它们由凸rad；r为轴对称轮廓中线到中心线的距离，mm；Q为弯缘、直壁、平底和上、下过渡圆弧部分组成，且各部分矩所产生的横向力，kN；K。、分别为在变形过程中拉的变形性质不同。凸缘部分看成是拉深变形，而圆弧深件的曲率半

8、径，mm；P。、分别为制件与模具在接部分近似看成弯曲变形J。拉深过程中上述几部分触面方向上的单位摩擦力和正压力，kN；Mm、分别在纵向剖面的几何轮廓是由相继转换的直线段和圆为纵向和周向的弯矩，kN·m。角半径的圆弧段构成_4J。3．3过渡区夹角0计算(见图2a)联解以上方程，可得：q'si0(rad)⋯⋯⋯⋯(5)式中：为变形过程中切向的变化斜角。#3．4应变增量计算a)b)c)参考前苏联学者波罗也夫有关实验结论，对拉深开始阶段在凸缘处的应