武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào)：軋制差厚板脹形成形性能
2022-07-13【作 者】鄧淏天;徐應(yīng)達(dá);陳婷;付秀娟
軋制差厚板根據(jù)承載載荷設(shè)計(jì)相應(yīng)的厚度分布，提高使用性能的同時(shí)有效降低了零件的質(zhì)量。因此軋制差厚板的工業(yè)化應(yīng)用能有效加速航空航天和汽車工業(yè)的輕量化進(jìn)程[1-3]。然而軋制差厚板各厚度區(qū)力學(xué)性能和塑性變形程度的差異使軋制差厚板在成形過程中易產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致起皺、破裂等成形缺陷的產(chǎn)生[4]。如何提高軋制差厚板的成形性能對(duì)于軋制差厚板工業(yè)化應(yīng)用具有重要意義[5-6]。文獻(xiàn)[7-9〕建立了軋制差厚板拉深時(shí)的力學(xué)分析模型，研究了軋制差厚板的厚度分布對(duì)其力學(xué)性能的影響。張華偉等[10-12]通過拉格朗日插值法構(gòu)造了軋制差厚板的應(yīng)力一應(yīng)變曲面，證明了軋制差厚板的應(yīng)力應(yīng)變曲線與厚度之間存在一定的聯(lián)系。文獻(xiàn)[13-15〕分別建立了軋制差厚板成形性能數(shù)值分析模型，研究了軋制差厚板在不同成形方式下的成形性能變化及工藝特點(diǎn)，提出了軋制差厚板工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
然而軋制差厚板成形性能和成形極限研究的缺失阻礙了軋制差厚板的工業(yè)化應(yīng)用。杯突實(shí)驗(yàn)為用球頭凸模將周邊被凹模與壓邊圈壓住的金屬薄板頂人凹模，形成半球形凸起，直至半球形凸起頂部出現(xiàn)裂紋為止，所測(cè)量的杯突深度即為杯突值，其杯突值可作為材料的脹形成形性能指標(biāo)。本文采用杯突脹形實(shí)驗(yàn)和有限元數(shù)值模擬，研究厚度分布特征對(duì)軋制差厚板成形性能的影響規(guī)律和破裂機(jī)理，建立板料成形極限圖，獲得提高軋制差厚板成形性能的措施。
【結(jié) 論】
采用脹形試驗(yàn)探討了板料厚度分布對(duì)軋制差厚板成形性能的影響，進(jìn)一步應(yīng)用有限元數(shù)值模擬技術(shù)分析了軋制差厚板的斷裂機(jī)理。
（1）通過實(shí)驗(yàn)研究了厚度影響軋制差厚板成形性能的規(guī)律，相同有效寬度條件下杯突值隨厚度的增大而增大;同樣厚度試樣的杯突值隨有效寬度增大而減小，相同規(guī)格尺寸下軋制差厚板的杯凸值小于同樣最大厚度等厚板的杯凸值。
（2）軋制差厚板的破裂首先發(fā)生在較薄一側(cè)的區(qū)域或兩種區(qū)域的交界處，隨著裂紋的擴(kuò)展，軋制差厚板的裂紋逐漸向較薄的一側(cè)發(fā)生偏移;相同寬度板材的杯突值隨厚度的增加而增加，材料的塑性變形能力有所提高。
（3）數(shù)值模擬結(jié)果表明軋制差厚板在成形過程中不均勻變形引起應(yīng)力集中，降低了軋制差厚板的成形性能。
以下是正文：
