圆筒件拉深成形过程数值模拟研究.pdf

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1、M0uJd。＆Die。横具技术圆筒件拉深成形过程数值模拟研究柳建安肖亮刘佳杰(中南林业科技大学机电工程学院，湖南长沙410004)摘要：采用Dynaform软件对圆筒件拉深成形过程进行数值模拟，映射网格划分技术对几何模型进行划分，有效地解决了载荷施加及求解过程中时间步长的选择难题，建立了能实际应用的有限元模型。实践表明应用该模型能提高产品质量，缩短设计周期。关键词：拉深数值模拟映射网格有限元模型StudyonTheNumericalSimulationofCylinderPartDrawingL

2、IUJian’an，XIAOLiang，LIUJiajie(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversityofForestryandTechnology，Changsha410004，CHN)Abstract：ThecylinderpartdrawingisnumericalsimulatedbasedontheDynaformsoftware．Thegeometricalmodeisc0mpartmentaIi

3、zedbymappdemeshingc0mpartmentalisetechnology．Theproblemofloadingandchoiceoftimestepincalculatingisresolved．Thefiniteelementmodethatcanbeusedpracticlyisestab—lished．Practiceindicatethatthismodecanimprovethequalityofproductsandreducedesigncycle．Keyword

4、s：Drawing；NumericalSimulation；MappdeMeshing；FiniteElementMode影响板料拉深成形的因素很多，如板料的性能、模Dynaform软件包括板料成形分析所需的与CAD具的结构等，都会使得产品可能出现起皱、拉裂等缺软件的接口、前后处理、分析求解等功能，可以直接读陷，影响产品质量，导致设计周期增长，生产效率下降。入UG、CATIA和Pro／E等数学模型。为了便于模型的随着计算机技术及有限元数值模拟技术的不断发展，导人，在此采用PRO／E软件，在PRO

5、／E中建立板料模很多实用软件被用于模具设计。型，再以IGES格式导出到Dynaform中。Dynaform软件是用于板材成形有限元数值模拟的2．3有限元网格划分专用软件包，它可以预测成形过程中板料的裂纹、起不同维数的同一物体可以读入零件模型皱、减薄、划痕和回弹，评估板料的成形性能，从而为板划分为由多种单元混合而成的料成形工艺及模具设计提供帮助。网格j。网格划分的好坏对模有限元网格划分拟的精确和计算时间有一定的1基于Dynaform的筒形件拉深过程的数值影响。网格的划分应该满足以模拟分析流程定义毛

6、坯下要求：合法性、相容性、逼近Dynaform软件数值模拟分析流程如图l⋯。精确性、良好的单元形状、良好定义成形工具的划分过渡性和网格划分的自2圆筒件拉深数值模拟适应性。定义威形参数2．1建立零件模型在拉深成形过程中板坯料圆筒件零件如图2所示。材料为DQSK(36)，毛求解器计算的变形不均匀，变形较大的地坯直径162mm，筒形件直径100mm，拉深高度4O方可能会出现因为局部曲率变分析计算结果mm，料厚1mm。化过大、网格畸变过于严重而2．2读入零件模型使有限元分析无法进行下去，图1流程图湖南省

7、教育厅科学研究项目(08C937)·129·模具技术Moulds&Dies所以采用自适应网格划分技术。在有限元分析过程中0．4。凹模与板坯之间的摩擦容易磨损模具、引起板坯由程序在现有网格基础上判断网格畸变的程度，再根过早开裂，要涂润滑剂。模拟过程中不考虑润滑剂的据有限元计算结果估算误差并重新划分网格和计算。种类，只考虑其摩擦系数，凹模与板坯之间摩擦的静摩擦系数取0．1。两种摩擦下粘性阻尼系数均取10，摩擦的起始时间从0时刻开始，结束时间可取比计算时间(100s)长的200S。在PRO／E中建立板

8、料和凹模的模型，再以IGES■一格式导出到Dynaform中，通过凹模间隙自动生成凸模。先确定冲压方向，它不但决定能否拉延出合格的图2零件模型图3坯料和凹模网格图产品，而且影响到工艺补充部分的多少，以及拉延后各Dynaform提供了自适应网格划分，可快速划分模个工序的设计方案。调整冲压方向时，要考虑零件便型网格。把零件的IGES格式导人Dynaform中，用网于成形及放置。利用Dynaform中DEF模块，以Prepa．格划分Tools模块中的(blankgenerator)毛坯零件进行rati