连续柔性成形过程的有限元建模方法.pdf

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1、第42卷第6期华中科技大学学报(自然科学版)Vo1．42No．62014焦6月J．HuazhongUniv．ofSci．&Tech．(NaturalScienceEdition)Jun．2014DOI：10．13245／j．hust．140604连续柔性成形过程的有限元建模方法隋洲蔡中义王蜜李明哲(吉林大学材料科学与工程学院，吉林长春130025)摘要通过分析连续柔性成形装置的结构特点，提出了柔性辊离散和连续两种建模方法．从接触方式、应力分布等方面对两种有限元模型进行比较，结果表明：柔性辊离散模型中的刚体短辊以分段折线逼近目标曲线形状，与板料

2、为点接触，柔性辊连续模型中的实体辊与板料为光滑曲线接触；相比于光滑曲线接触，从厚度分布可以看出点接触导致了鞍面件厚度分布不均匀，产生了局部变形；柔性辊连续模型的应力分布较离散模型均匀．采用两种有限元模型成形鞍面件和球面件并与实验结果比较，可知柔性辊连续模型预测实验件的偏差小于离散模型的偏差，说明其更适用于模拟连续柔性成形过程．关键词连续成形；板料；柔性辊；有限元模型；数值模拟中图分类号TG306文献标志码A文章编号167l一4512(2014)06一O017一O5Researchonfiniteelementmodelingmethodofc

3、ontinuousflexiblerollformingprocessSuiZhouCaiZhongyiWangMiLiMingzhe(CollegeofMaterialsScienceandEngineering，JilinUniversity，Changchun130025，China)AbstractFlexiblerolldiscreteandcontinuousmodelingmethodswereproposedbyanalyzingthestructurecharacteristicsofcontinuousflexiblero

4、llformingsetup．Twofiniteelementmodelswerecomparedfromthefollowingaspects：contactwayandstressdistribution．Theresultsshowthatthecontactwaybetweenrigidrollandsheetmetalispointcontactindiscretemodel，whichmakesunevendistributionofthicknessandhaslocaldeformationonsaddlesurfacepar

5、t，butthatissmoothcurvecontactincontinuousmode1．Comparedwithdiscretemodel，thestressdistributionofcontinuousmodelaremoreuniform．ThesaddleandsphericalsurfacepartswereformedbythetwOfiniteelementmodels，whichshowthatthedeviationsofpredictingexperimentalpartsbycontinuousmodelaresm

6、allerthanthosebydiscretemodel，indicatingthattheformerismoresuitableforsimulatingthecontinuousflexiblerollformingprocess．Keywordscontinuousforming；sheetmetal；flexibleroll；finiteelementmodel；numericalsimula—tjon连续柔性成形技术_l是基于弯曲变形原理建了成形效率和准确性．文献[7—8]提出连续柔性成立的板料加工方式，使用三个可弯曲的柔性辊作

7、形技术后，又采用数值模拟方法对连续柔性成形为成形工具来实现三维曲面件的成形．文献[2]提过程中的应力应变与成形力进行了研究．目前，有出了一种增量滚弯方法成形双曲率的板类件．文限元方法已被广泛应用于板料成形领域J，它避献[3—6]在原有工艺的基础上又对增量滚弯方法免了大量实验带来的成本高、周期长的缺点，而且进行改进，增加夹钳装置并建立了控制方程，提高可以比较全面系统地分析板料成形过程中各个量收稿日期2013—07—16．作者简介隋洲(1985一)，男，博士研究生，E—mail：suizhoul1@mails．jlu．edu．cn．基金项目国家自

8、然科学基金资助项目(51075186)．第6期隋洲，等：连续柔性成形过程的有限元建模方法·21·b．为了进一步比较两种建模方法预测实验[5]ShimDS，YangD