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《凸模圆角半径对不同高强钢板弯曲回弹的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第6期(总第199期)机械工程与自动化No.62016年12月MECHANICALENGINEERING&AUTOMATIONDec.文章编号:1672-6413(2016)06-0045-02凸模圆角半径对不同高强钢板弯曲回弹的影响周泽军,万敏(北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京100191)摘要:重点研究了凸模圆角半径对高强钢板回弹的影响。通过对厚度为5mm的FB780和厚度为1mm的DP780两种强度相似的材料进行V弯的有限元分析和试验研究,分析不同凸模圆角半径对高强度薄钢板以及高强度中厚钢板弯曲回弹的影响规律。研究结果表明:高强度
2、中厚钢板和薄钢板一样,其弯曲回弹角随着凸模圆角半径的增大而增大,但是回弹角大小和方向不同;1mm厚的DP780的试验值和有限元分析值在回弹规律上取得了很好的吻合;对于5mm厚的FB780来说,其90°V弯试验后断面伴随着开裂,而1mm的DP780并没有开裂。关键词:高强板;高强度中厚钢板;凸模圆角;弯曲回弹中图分类号:TP391.7文献标识码:A0引言态显式分析步,回弹过程采用静态隐式分析步,最终建回弹是板料弯曲成形工艺中对零件尺寸精度以及立的ABAQUS有限元模型如图1所示。有限元分析形状精度影响最大的因素,如何控制回弹一直是弯曲中用到的FB7
3、80材料的弹性模量为165GPa,屈服极成形工艺研究的重点之一。随着汽车轻量化的发展,限为670MPa,抗拉强度为776MPa,断裂延伸率为高强钢板日益受到关注,但是关于高强度钢板的研究8.5%。较少,其中高强度中厚板弯曲工艺的研究更是少有。因为高强钢板的性能特点,造成其弯曲工艺伴随着大回弹、开裂等问题,所以开展高强钢板,尤其是高强度中厚钢板弯曲工艺的研究具有十分重要的意义。现有对高强度板,尤其是高强度中厚板的研究,国外主要注重理论与试验相结合,关注点在预测回弹大[1]小、控制回弹量等问题上,主要研究内容就是回弹;不同的是,国内对于高强板的研究是
4、随着汽车业的发展而发展起来的,重点集中在厚度减薄、中性层内移、图1FB780钢板90°V弯有限元模型回弹几个方面[2-3],相对研究较广泛,但专门研究凸模为了验证有限元模型的准确性,在自行开发的圆角半径对高强度薄板和中厚板影响的较少。因为薄BTM-200弯曲试验机上对5mm厚的FB780进行弯板和厚板的轧制工艺不同,很难找到同牌号且厚度不曲试验,凸模圆角半径为R12.5mm。试验控制方式同的薄板和中厚板,本文选择两种强度较相近且厚度采用位移控制,当弯曲结束后凸模立即返回,避免引入不同的板材来开展研究,能够在一定程度上反映高强厚向校正力的影响。试验
5、后测量弯曲件两个直臂段的度中厚板与薄板在弯曲回弹上的异同点。夹角,其与90°的差值就是回弹角。将测量得到的回弹角与有限元分析结果进行对比,结果如表1所示。1凸模圆角半径对高强度钢板回弹的影响研究表1FB780钢板90°V弯回弹角的试验值与仿真值1.1凸模圆角半径对高强度中厚钢板回弹的影响项目回弹角(°)本文以5mm厚的FB780钢板90°V弯为例,采试验值8.5用ABAQUS软件来分析凸模圆角半径对高强度中厚仿真值8.2板回弹的影响规律。在ABAQUS模型中,将凸模和从表1可以看出,基于已有材料模型以及弯曲工凹模建成离散刚体,凹模底部有小槽,与试
6、验模具相艺建立的有限元回弹预测模型能够较准确地反映弯曲同。因板料厚度较大,故板料采用实体单元,厚度方向后回弹角的大小,用该模型进行有限元仿真来研究凸划分为5个单元,并采用六面体网格单元。考虑到弯模圆角半径的影响具有一定的准确性。曲部分变形大,要求计算精度高,因此对于凸模圆角接利用验证后的有限元模型,进行了凸模圆角半径触部分的板料进行了网格细分。弯曲变形过程采用动分别为R5、R12.5、R20、R40共4组仿真,并导出长度收稿日期:2016-03-17;修订日期:2016-10-09作者简介:周泽军(1990-),男,浙江宁波人,在读硕士研究生,研
7、究方向:板料成形与设备开发。·46·机械工程与自动化2016年第6期方向截面曲线坐标,输入到二维画图软件中进行拟合弹角如表4所示。凸模圆角半径对DP780钢板90°V并测量两直线段之间的夹角,以此来计算回弹角。弯回弹角的影响规律如图4所示。1.2凸模圆角半径对高强度薄钢板回弹的影响以1mm厚的DP780材料为例,进行90°V弯来研究凸模圆角半径对高强度薄板回弹的影响。凸模圆角半径对高强度薄钢板弯曲回弹影响的有限元模型在中厚板模型的基础上进行了如下修改:将材料模型改为DP780,DP780材料的弹性模量为189GPa,屈服极限为550MPa,抗拉强
8、度为874MPa,断裂延伸率为12.0%;因为板料比较薄,因此将板料单元类型改为壳单元。图2凸模圆角半径对FB780钢板图3FB780弯
