有限元逆算法在汽车覆盖件数值模拟成形中的应用

《有限元逆算法在汽车覆盖件数值模拟成形中的应用》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、设计·研究《电加工与模具》2011年第4期有限元逆算法在汽车覆盖件数值模拟成形中的应用陈岚涛，万里翔，徐璋，周伟(西南交通大学机械工程学院，四川成都610031)摘要：介绍了有限元逆算法的基本原理和方法，应用板料成形有限元分析软件DYNAFORM，根据已完成工艺补充的汽车覆盖件几何模型来预测它的坯料形状和可成形性，并生成合理的排样方式，以达到缩短产品开发周期、节约成本的目的。关键词：有限元逆算法；汽车覆盖件；DYNAFORM中图分类号：TG386．3文献标识码：A文章编号：1009—279X(2011)04—0033—04Applicationo

2、fFiniteElementInverseApproachintheAutomobilePanelStampingFormingSimulation，ChenLantao，WanLixiang，XuZhang，ZhouWei(SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Thispaperintroducesthebasicprincipleandmethodofthefiniteelementsinverseap—proach．ThesoftwareDYNAFORMofshee

3、tformingfiniteelementsanalysisisappliedtopredictitsinitialblankshapeandformabilityusingthegeometrymodeloftheautomobilepanel，completedprocesscomplementarity，andtocreatreasonableblanknestingtype，whichcanreducethedevelopmentcycleandthecostofproducts．Keywords：thefiniteelementsinv

4、erseapproach；automobilepanel；DYNAFORM车身覆盖件在拉深成形过程中，常常会出现零形状和板料毛坯厚度的情况下，快速计算出冲压件件起皱、破裂和回弹等成形缺陷⋯。毛坯的形状和的毛坯形状，预测零件的应力应变分布，并能分析在尺寸对汽车覆盖件的拉深成形质量有较大影响，合板料成形过程中不同因素对产品质量的影响及预计理的毛坯形状和尺寸能改善材料流动和应力分布状坯料成形性能。有限元逆算法模拟分析时，已知态，使覆盖件厚度分布较均匀，充分发挥金属的成形条件是覆盖件的三维最终模型和毛坯的初始应力应性能。因此，合理的毛坯展开方法在覆盖件冲

5、压成变、初始厚度，而工件最终构形的厚度分布、应力应形中尤为重要。目前常用的毛坯展开算法主要有经变状态及初始板料毛坯几何形状未知。表1列出了验法、滑移线法、势场模拟法、几何映射法、有限元增有限元逆算法中的已知量和未知量。量法和有限元逆算法。这些方法各有利弊，且应表1冲压件与坯料的几何尺寸和物理量比较用范围受到一定的限制。就目前的研究成果而言，对于复杂汽车覆盖件零件的毛坯展开计算，有限元逆算法是一种计算精度高、经济性好的方法。1有限元逆算法基本理论1．1运动方程和几何关系有限元逆算法是将汽车覆盖件成形过程简化为图1是薄板成形运动中的几何关系图。假设汽

6、一个简单加载的变形过程，从而可在已知工件几何车覆盖件成形过程满足Kirchhoff条件：①板的法收稿日期：2011—04—27线方向没有伸缩；②板的法线在板变形后仍垂直于第一作者简介：陈岚涛，男，1986年生，硕士研究生。中曲面；③板内各点没有平行于中面的位移；④垂《电加工与模具》2011年第4期设计·研究直于板面挤压应力可以不计。根据Kirchhoff假设，位移可分为中面(节点平移)位移和与单元转动有关变形后板料的法线仍为直线，且垂直于板料。所以的位移(节点转动)，适用于显示算法的有效单元，具板上任意一点Q的变形由相应的中面上点P的位有很高的计

7、算效率。移和Q点在法线方向的位置z决定]。初始坯料1．3屈服准则和本构关系状态为c。，最终成形状态为c。两构型间板内任一在平面应力状态下，把各向异性主轴作为32，Y点P的运动方程为：轴的话，Hill各向异性屈服准则为：X0x一[【，+z(”一h。)](1)厂=号丽[(G+H)2+(F+H)2～式中：X0和X是点P在C。和C状态的坐标向量；2Ha．(7+2卜{d(5)n。和；r／是点P在C。和C状态时的板厚；是点P式中：F、G、H、N是由实验确定的各向异性参数，所在板中性面处的位移向量；Z是板料法向坐标值；与屈服应力有关。考虑钣金各个面内的各向异性

8、应h。和h分别是点P在C和c状态时沿板料中性力应变本构方程描述为：面法向的厚度。[]=EP]～￡(6)Z。行Es=／e(7)式中：[d]