鍛壓技術(shù)：超薄板脹形破裂極限預(yù)測理論研究
2022-04-21【作 者】孫立君;黃珍媛;張寒;阮鋒
【前 言】
脹形工藝多用于成形局部材料具有鼓起特征的零件，如成形局部的花紋圖案、標(biāo)記及加強(qiáng)肋等[1]。脹形變形是在雙向拉應(yīng)力作用下使材料產(chǎn)生雙向拉伸變形，通過材料厚向的變薄來實現(xiàn)局部表面積的增大，在雙向拉應(yīng)力的狀態(tài)下板料往往會過度減薄、出現(xiàn)裂紋甚至溝槽，從而使得塑性變形不能穩(wěn)定繼續(xù)[2]。因此，在脹形工藝中，合理控制成形過程中材料的厚度變化、提高脹形的破裂極限是工藝設(shè)計的關(guān)鍵。
板料在拉應(yīng)力的作用下，承載外力作用面積不斷縮減的同時材料應(yīng)變剛度也在不斷增加。當(dāng)應(yīng)變剛度效應(yīng)的增量足以補償承載面積的縮減時，拉伸變形就可以穩(wěn)定的繼續(xù)下去。當(dāng)兩者恰好相等時，拉伸變形則處于臨界狀態(tài)，失穩(wěn)點首先發(fā)生在承載能力最為薄弱的環(huán)節(jié)，產(chǎn)生頸縮，進(jìn)而發(fā)生破裂[3]。破裂現(xiàn)象實質(zhì)上和起皺一樣，是變形不能穩(wěn)定進(jìn)行的結(jié)果。
板料拉伸失穩(wěn)有兩個不同的發(fā)展階段，即分散性失穩(wěn)與集中性失穩(wěn)。1952年，Swift H W[4]和Hill R[5]分別提出分散性失穩(wěn)理論和集中性失穩(wěn)理論，為塑性變形拉伸失穩(wěn)奠定了理論基礎(chǔ)困。破裂極限問題對于超薄板的脹形尤為突出，因此，必須從理論和實驗兩方面考察材料在拉應(yīng)力作用下失穩(wěn)的過程，并建立符合實際的失穩(wěn)理論，從而合理指導(dǎo)實際生產(chǎn)中的沖壓成形極限的定量分析與計算[7]。
【結(jié) 論】
本文針對超薄不銹鋼薄板進(jìn)行了數(shù)值模擬實驗，利用Hill的集中性失穩(wěn)理論預(yù)測超薄不銹鋼板料在兩向拉應(yīng)力狀態(tài)下的破裂和厚向減薄趨勢，獲得了與實驗相似的結(jié)果，該結(jié)果可以用作指導(dǎo)薄板脹形工藝制定的理論工具;進(jìn)而指導(dǎo)成形工藝參數(shù)的合理選擇;可以較為準(zhǔn)確地預(yù)測板料在脹形中的破裂趨勢。
以下是正文：
