金屬成形工藝：摩擦系數(shù)和材料參數(shù)對薄鋼板脹形成形的影響
2022-10-13【作 者】邱曉剛
【前 言】
脹形成形是在雙向拉應力作用下產(chǎn)生兩向伸長變形，厚度減薄，表面積增大，造成局部減薄而破裂的一種成形方式。典型的脹形試驗通常采用鋼模脹形試驗，也是測試板材成形極限的基本試驗之一。
眾所周知，成形極限可以較好地反映鋼板的成形能力，成形極限越高，鋼板抵抗變形的能力越強，沖壓性能就越好。所以，成形極限圖(FLD)是衡量鋼板成形能力的極為有用的工具，可定量分析鋼板的成形效果。在測試成形極限時，試驗所需試樣數(shù)量多，試驗過程繁瑣并且周期較長，而且很難用試驗的方法對眾多的影響因素進行分析。有限元仿真技術的應用可大大縮短試驗周期，快速得到計算結(jié)果，而且降低試驗成本，提高工作效率。通過建立脹形試驗模型，計算了給定材料在脹形成形時的應變分布并與實際測試結(jié)果進行比較，研究分析了摩擦系數(shù)和材料參數(shù)n、r值對脹形成形的影響。
脹形試驗在BCS-30D成形試驗機上完成，試驗前，先在試樣表面印制標準網(wǎng)格，試驗中采用不同的潤滑條件(分別用機油、聚乙烯薄膜和膠皮潤滑)進行沖壓，待試樣沖壓變形后，用ASAME應變測量系統(tǒng)進行應變測量分析，得到應變分布圖。
有限元仿真計算使用eta／DYNAFORM軟件，在前處理系統(tǒng)建立幾何模型，模具尺寸按照國標GB／T 15825．8．1995((金屬薄板成形性能與試驗方法：成形極限圖(FLD)試驗》［1］規(guī)定設計，見圖1。模具單元定義為剛性殼單元，板料尺寸為180mm x180mm。采用自適應網(wǎng)格劃分法，將單元劃分為四邊形網(wǎng)格。模具間隙為1.1 t。，凸模運動速度為2000mm／s，行程為50mm，壓邊力為200kN。
【結(jié) 論】
1) 通過對不同潤滑條件實測值與仿真計算值的比較，估算出摩擦系數(shù)μ值。
2) 靜摩擦系數(shù)μ值減小，LDH增大，板厚減薄越多，極限應變值增大，可提高脹形成形的能力。
3) n值對脹形成形的影響是非常明顯的，隨著 n值的增加LDH增大。r值對脹形成形幾乎沒有影響。
以下是正文：
