塑性工程學(xué)報(bào)：球形件脹形過(guò)程及厚度分布的有限元數(shù)值模擬
2023-07-28【作 者】譚紅;連建設(shè);胡平;李運(yùn)興
隨著汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展， 人們對(duì)汽車(chē)的性能和外觀要求越來(lái)越高， 于是對(duì)汽車(chē)覆蓋件的成形研究得到重視，而與之緊密相關(guān)的板材成形過(guò)程的分析研究和計(jì)算機(jī)模擬也愈來(lái)愈受到人們的重視。和采用流動(dòng)坐標(biāo)中的有限變形理論推導(dǎo)出任意形狀三維板料成形間題的薄膜有限元模型，N.M.wang和Budiansky [1]采用Kirch hoff薄殼理論建立了用于分析汽車(chē)車(chē)身零件成形過(guò)程的有限元模型。自從C.H.Lee和S.Kobayashi成功地將剛塑性有限元法用于分析金屬成形問(wèn)題以來(lái)，它已成功地分析了各種金屬大變形工藝 [3-8]。
脹形件一般都有一定的厚度要求。本文采用剛塑性有限元法， 結(jié)合Hill新的屈服函數(shù)以及考慮應(yīng)變速率敏感效應(yīng)的本構(gòu)方程， 模擬了球形件脹形過(guò)程， 分析了材料參數(shù)對(duì)脹形件厚度分布的影響， 所得的結(jié)果對(duì)于球形件的理論研究和具體的工藝設(shè)計(jì)具有重要意義。
【結(jié) 論】
本文采用三維大變形剛塑性有限元法， 模擬了球形件脹形過(guò)程及材料參數(shù)對(duì)厚度分布不均勻性影響，得到如下結(jié)論。
1）本文開(kāi)發(fā)的有限元模擬程序可以用來(lái)分析球形件脹形過(guò)程中金屬的變形和流動(dòng)規(guī)律， 計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好， 說(shuō)明開(kāi)發(fā)的模擬程序是可靠的，可以用來(lái)指導(dǎo)工藝設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)。
2）球形件脹形過(guò)程中， 隨著m值和n值、u 值增大， 厚度不均勻性得到改善。 為使脹形件獲得一定的厚度要求， 應(yīng)針對(duì)具體材料的m、 n值來(lái)恰當(dāng)?shù)乩胾值， 以便在成形中獲得最佳的厚度分布。
以下是正文：
