数值仿真技术在模具设计中的应用.pdf

《数值仿真技术在模具设计中的应用.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、《电加工与模具}2011年增刊设计·研究数值仿真技术在模具设计中的应用黄颖(天津轻工职业技术学院机械系，天津300270)摘要：针对目前模具设计分析的现状及存在的问题，综述了数值仿真技术在计算毛坯尺寸、拉延筋的模拟、应力及变形情况的分析等方面的应用，为缩短新产品模具开发周期，提高模具及产品的品质和寿命创造了条件。关键词：数值仿真技术；模具设计；毛坯尺寸；拉延筋；应力中图分类号：TP391．9文献标识码：A文章编号：1009—279X(2011)SO一0046—02TheApplicationofNumericalSimulationi

2、nMouldDesignHuangYing(TianjinLightIndustryVocationalTechnicalCollege，Tianjin300270)Abstract：Thispapersummarizetheapplicationofnumericalsimulationintheblankdimensionofcalculation，thesimulationofbrakebeadandtheanalysisofstressandSOon．Inconnectionwithcur—rentsituationandpr

3、oblermofthemoulddesigncurrently．Itproducesconditionforcurtaillingperiodofnewproductsandraisingqualityandlifespanofmould．Keywords：numericalsimulation；moulddesign；blankdimension；brakebead；stress数值仿真技术是从产品成形过程的实际物理规态的厚度，未知变量是初始状态的形状和最终状态律出发，借助计算机真实地反映模具与板料的相互的厚度，目标函数为塑性势能函

4、数，求得目标函数的作用关系及板料实际变形的全过程，用来计算与板最小值即可求得未知变量值。求解过程可用流程图料实际变形过程有关的任一特定几何量或物理量，(图1)表示。为模具设计提供了十分有用的依据，也为缩短新产1．2板料成形中拉延筋的模拟及应用品模具开发周期，提高模具及产品的品质和寿命创在有限元模拟中处理拉延筋时有两种方法：一造了条件⋯。本文针对目前模具设计分析的现状及是将拉延筋作为整个有限元模型的一部分，对其进存在的问题，综述了数值仿真技术在计算毛坯尺寸、行网格划分，拉延筋尺寸较小，形状复杂，要精确考虑板料与拉延筋的接触，则必须划分成

5、非常细小的拉延筋的模拟、应力及变形情况的分析等方面的应用。单元网格，以其进行计算，采用这种方法耗费大量的CPU时间；二是采用等效拉延筋，将拉延筋简化为1计算机仿真技术在模具设计中的应用作用在节点上的作用力，不再参与网格的再划分。1．1有限元反向模拟法求解板料毛坯的形状将拉延筋复杂的几何形状抽象为一条能承受一定力的附着在模具表面的拉延筋线，再表示拉延筋的线有限元反向模拟方法是从成形后的零件形状反上施加阻力]。为便于计算，如图2所示，将拉延方向成形计算，以获得初始坯料形状的方法。它要筋线离散成一系列点，把拉延筋产生的阻力分配至解决的问题是

6、使关系最终形状和初始形状的塑性势各个离散点上。由于板料采用了退化的四节点壳单能最小。已知变量是最终状态的几何形状和初始状元模型，为了避免由一点积分导致的零能模式(砂漏收稿日期：2010—11—08现象)，应当将拉延筋离散成较密的节点，以得到光作者简介：黄颖，女，1979年生，硕士研究生。滑的拉延筋阻力分布。·-——46·-——设计·研究《电加工与模具)2011年增刊变形情况，其步骤如下：(1)结构离散化结构离散化是指把结构体用一组有限个单元的零件几何模型的建立和材料几何参数的输人组合来替代，单元与单元之间只通过节点联结并传J递内力(节

7、点力)，单元边界位移保持一致，既不出现毛坯形状初始近似解裂缝，也不允许重叠。在有限元法中，离散包括两方L面的内容，一是结构划分成单元，二是单元组成结求单元塑性应变及内应力I构。为了能用节点位移来表示单元内任意一点的位J移以及应变和应力，需先假设单元内任意一点的位移是坐标的某种简单函数，叫做位移函数，可表示为：单元切线刚度矩阵{厂}=[N]{}{}(1)』式中：{_厂}为单元内任意一点的位移列阵；[N]为组装总体切线刚度矩阵形函数矩阵I1厂}单元的节点位移矩阵。j(2)单元分析施加力边界条件分析步骤如下：J①利用弹性力学的几何方程，导出

8、用节点位移求解总刚度矩阵表示的单元应变，即J{￡}=[B]{}(2)X一0给定误差△式中：{e}为单元内一点的应变列阵；[B]为几何矩阵。J②利用物理方程导出节点位移表示的单元应板料初始形状计算结果力，即图1反向法求解板