基于试验设计法的L形薄板弯曲回弹预测.pdf

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1、基于试验设计法的L形薄板弯曲回弹预测口裴兴林口刘书岩。1．酒泉职业技术学院甘肃酒泉7350002．兰州理工大学机电工程学院兰州730050摘要：用正交试验设计法和均匀试验设计法对L形薄板弯曲回弹进行预测。借助两种试验设计方法进行方案试验，利用ANSYS／LS—DYNA数值模拟得出各组方案中不同因素组合下的回弹量；通过直观分析、方差分析、回归分析和假设检验，得到各因素对回弹角的影响，找出取得最小回弹量的各因素水平的最优组合，获得试验范围内影响回弹的最佳工艺范围。结果表明，均匀试验设计法能够对回弹进

2、行更有效的预测和控制。关键词：弯曲成形试验设计法参数优化仿真回弹预测中图分类号：TH161；TG306文献标识码：A文章编号：1000—4998(2OLO)O7—0073—04板料成形过程中普遍存在回弹问题，特别在弯曲1试验方案及有限元模型的建立和浅拉伸过程中回弹现象更为严重，对零件的尺寸精1．1回弹影响因素分析及试验方案建立度和生产效率造成极大影响，有必要对其进行深入研根据专业知识和有限元数值模拟的实际情况综合究和有效控制⋯。通过对回弹问题的数值模拟可以预考虑可变参数(因子)的个数和它们的水平

3、数。测板料回弹的趋势，对冷冲模具的设计、制造起到较好1．1．1卡目只寸弯曲半径R／t的指导作用。20世纪90年代以来，基于数值模拟和优化一般采用相对弯曲半径R／t表示变形的程度。R理论的现代板料成形优化方法成为各国学者研究的重为弯曲件的内弯曲半径，t为弯曲件的料厚。相对弯曲点1，在分析回弹影响因素的基础上进行回弹控制的半径的改变必然引起弯角的改变。相对弯曲半径越大，优化设计具有十分重要的学术意义和实用价值1。在弯角越小；相对弯曲半径越小，弯角越大。但是，零件弯数值模拟时，如何合理地安排各种试验因

4、素，严格控制角的变化并不一定引起相对弯曲半径的变化。本文中正试验误差，有效分析试验数据，从而用较少的人力、物交试验设计法设相对弯曲半径的4个水平分别为1．5、力和时间，最大限度地获得丰富而可靠的资料是当前3．0、4．5和6．0。均匀试验设计法设相对弯曲半径的7个进行数值模拟面临的一个重大难题l4]。试验设计法是有关如何合理安排试验的数学方法1，具体地说，设计水平分别为1．5、2．25、3．0、3．75、4．5、5．25和6．0。出具有一定优良性的试验方案，通过少量的试验获取1．1．2模间隙c整个

5、试验区域内丰富的试验信息，得出全面的结论。其对于L形弯曲成形，凸、凹模间隙对回弹的影响主特点是设计试验方案时，能有效地控制试验干扰，提高要是使材料的贴模程度发生变化。即对弯曲件直边的试验精度；处理试验结果时，通过简便的计算及分析，径向约束作用有所改变，弯曲件的塑性变形成分也会可以直接获得整个试验范围内较多的优化成果。x,-J-予发生变化。本文中正交试验设计法设凸、凹模间隙的4多快好省地进行多因素试验，对于构造各种线性与非个水平分别为0．94t、0．98t、1．02t和1．06t。均匀试验线性数学

6、模型，对于科学研究中发现新规律，实际生产设计法设凸、凹模间隙的7个水平分别为0．94t、0．96t、中寻找新工艺、产品开发中进行优质设计、管理科学中0．98t、1．O0t、1．02t、1．04t和1．06t。寻求最佳决策等，都是一种非常有效的数学工具。1．1．3厚向积分点数板料的L形弯曲是最基本的弯曲变形，在工业生目前，在板料成形模拟中，显式一隐式求解技术仅产中应用广泛”I。本文以板料的L形弯曲为研究原型，能用于壳单元，且其主要的目的就是为了模拟金属成采用正交试验设计法、均匀试验设计法与FEM法

7、相结形中的回弹。一般求壳单元面内应力需要沿厚度积分，合，对影响L形板料弯曲回弹的相关因素进行了优化而壳单元的数值算法沿厚度方向允许有多个高斯积分设计。结果表明，均匀试验设计法能够对回弹进行更有点。本文中正交试验设计法设厚向积分点数的4个水平效的预测和控制，因素水平的最优搭配可以使L形板分别为2、3、4和5。均匀试验设计法设厚向积分点数的7料弯曲成形回弹达到最小值。个水平分别为2．0、2．5、3．0、3．5、4．0、4．5和5．0。1．1．4摩擦因数收稿日期：201O年3月在板料的成形过程中板料与

8、模具间总会有相对滑机械制造48卷第551期2010／7圆l动，所以必然伴随有摩擦行为。摩擦力不仅影响成形力显式一隐式连续求解功能求解板料成形回弹。在显式的大小和能量消耗，还直接影响零件的成形极限、回弹板料成形分析中，板料采用SHELL163壳单元划分网量和零件的表面质量。本文中正交试验设计法设摩擦格，且使用全积分Belytschko—Tsay壳单元算法；模具因数的4个水平值分别为0．10、0．12、0．14和0．16。均匀及压力板则采用SOLID164实体单元来划分，模具定义试验设计法设摩擦因数