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时间:2019-08-26
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1、接触压力的演化及其与金属板材成形磨损的关系文章历史:2007年7月18日被收到,2008年3月11日以修订的形式被接收,2008年4月11日被公认,2008年7月2日可以上线,关键词:接触压力、有限元分析、板料成形、磨损摘要:在给定的金属片成形过程中,对接触压力分布的准确测定是估计刀具寿命的重要一步。这项调查利用有限元(FE)分析来建模和解释在模半径通过出通道形成过程的演变与接触压力分布。结果发现,在大部分过程中,存在一个典型的双峰稳态接触压力反应。然而,在此之前的初始瞬态响应,以极大和局部的的
2、接触压力并且是两倍以上规模的稳态峰压为特点。通过详细的数值分析和通过检查磨损做试验用的心理冲压操作的响应,对预测的接触压力行为的有效性进行了评估。实验结果表明高接触压力区域的瞬态响应符合严重磨损的磨损机理。因此,瞬态响应可能是最重要的刀具磨损反应;因此质疑传统的弯下-张的穿钢板冲压过程的测试的适用性。最后,一个参数研究是冲压,使用开发的有限元模型,检查稳态和高峰瞬态接触压力对主要工艺参数的影响,结果发现,弯曲率和毛坯材料的极限抗拉强度对接触压力有最大的影响。和主要过程有关的参数,摩擦系数和压边力
3、,被发现只有小部分的影响。1.介绍在最近几年,汽车板料成形工业已看到已实现满足高强度钢崩溃的要求,由于环境的关系问题而减少使用润滑剂,由于共同整车平台的发展而增加的工具寿命的需要的现象。因此,形成的工具现在必须承受更高的成形力的时间较长;导致不可接受的程度的磨损和擦伤。由于需要昂贵的耐磨材料和涂层,增加停工和维修工具,贫乏的的部件质量的表面完美和几何精度,磨损问题可能是昂贵的。因此,刀具寿命的准确预测,已成为一个日益增加的要求。不幸的是,磨损是一个复杂的系统反应,而不是仅仅是一个个人的物质财产或
4、独特的物理机制机制[1]。因此,在文献中有数以百计的方程描述许多类型的磨损[2]。一些文献中基于实证的关系,描述磨料和粘合剂的滑动接触面的磨损,包括byRhee[3],Bayer[4]和Archard[5]提出的。在这种类型的方程,磨损率瓦特通常表示为一个功能正常负荷L,滑动距离S(或滑动速度和时间),和磨损系数K,采用以下形式:W=???,(1)其中m和n是经验常数,安装使用模拟实验室测试数据[6]。一般情况下,据观察,m≥1(具有典型值范围内的2-3)和n≤1[1]。在磨损和正常负载之间的权
5、力关系,如果指数大于1,表明高峰负荷对磨损反应有显著影响。这与最近的由严复等人提出的结果一致。确定的磨损率对最大接触压力非常敏感,[7,8]。因此,对一个合适的磨损模型的应用至关重要的一步就是准确的测定接触压力和是峰值接触压力,特别是在滑动界面。对于绘图类型的进程,该工具模具半径地区受到最严重的摩擦压力,通常在这附近的高耐磨水平所示。因此,本文研究的规模和接触压力分布在模具半径为特定的冲压工艺。本文的新颖的贡献是利用有限元分析,研究在形成过程中的一个典型的通道的模具半径的接触压力的演化。特别是,
6、一个短暂的接触压力的反应是确认的,在以前的研究中一直没有观察到的接触压力/磨损金属板形成9–[13]。鉴定瞬态条件被推测为原发性磨损的反应,由于巨大和局部接触压力的发现而发生。此发现潜在问题钣金冲压过程的传统磨损试验的适用性。1.实验和数值设置成形过程图1中所示的通道成型过程是用来复制一个典型的金属薄板冲压模具汽车行业所经历的磨损条件[14,15]。声明,请参阅包含半工业磨损测试装置的安装程序、过程和结果的详细的说明。表1概述了关键的变量。使用这项调查的空白材料是无涂层2.0mm厚双相600级钢
7、(DP600)。这些工艺条件(几何,形成模式、空白的材料及厚度)被选为他们具有代表性的典型的车身结构组件例如,导轨、跨成员和支柱[14,16]。发现这种情况会容易磨损和擦伤[14]。实验过程中被复制的数值模拟方法,采用非线性隐式有限元代码(ABAQUS/标准版本6.5–1)[17]。分析被简化为一个半对称,两维平面应变问题。为了详细的分析空白和模具半径之间的联系,模具网和空白网格显著细化各自的接口的地区(图1c)。由于模拟接触和显著弯曲经历的空白,四个节点,双线性,平面应变的模拟,四边形与减少结
8、合点,加强沙漏控制(CPE4R)被用于所有配件网。百度翻译:一小部分节点,直线,平面应变,三角元素(cpe3)被用来允许过渡到fi东北网在该地区的死亡半径,一个网格在剩下的死。约束限制被用来合并在一起dissim-类似的地区和东北fi粗网格,允许更快的过渡网格密度附近的表面相互作用的兴趣(图集成电路)。使用约束限制性fi明显减少单元数量,因而减少了75%的计算时间,只有微不足道的影响预测的应力,应变,力量和控制的压力在整个模型的机智。详细的有限元网格使用的是表2所示。边长的元素之间的界面上的空白和死亡
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