附件C:译文
基于LS-DYNA液压深拉深模具的改良设计参数优化
摘要:与常规的深拉深模具相比,运用改良的模具可获得更高的极限拉深比。在一般的深拉深中,运用常规的模具可以省去压边圈,但是却增加了拉延件的起皱趋势。在液压深拉深过程中,凸模通过对抗一个可控的液压而运动使板料最终成形。本文提出了一种改良模具在液压深拉深中应用的新方法。运用LS-DYNA 2D进行改良模具深拉深过程的有限元模拟,目的是优化与试验值相比较的设计参数和结果。有限元模拟中改良模具的最初始设计步骤来自模面。模面的应用提高了拉伸比,但同时增加了起皱倾向。由于杯形拉深试验的成功,本文中液压深拉深成形的模面修复设计参数得以优化。实验证明,使用液压深拉深的改良模具,能拉深更深的杯子而不起皱。
关键词:改良模具; 深拉深; 液压成形; 有限元模拟; Tractrix模具
1、引 言
在液压深拉深中,液体的流动是受限制的,当凸模在凹模内使板料开始变形时,模腔内压力增大,压力使坯料紧贴凸模。模腔内的液体使加一定范围的压力以便板料能接触凸模并迫使板在实际成形时能紧贴凸模。
这就是所谓的板料的“预胀形”,这种向上的成形可以引起一个较强的径向拉深,抑制起皱并最终使那些成形性能差的材料腀@晒睢T谘沽η荒诒匦胗幸幌伦罴训难沽Γ喝绻沽μ螅嵩龃笳托危ㄈ缤?所示)并最终导致坯料拉裂。Swadesh验证了这个安全压力范围,在这个安全压力范围内杯形件能够成功
拉深而且没有起皱和开裂现象。如果液体压力太小,在成形过程中成形就会不充分。M.R.Jenson等人通过有限元差分法和实验算出了反作用压力。在液压深拉
伸成形过程中不用油封来限制液压油的流动。因此在凸模行程的整个过程中保持一下恒定的反作用力。随着凸模的运行,多余的液体从坯料和模具之间穿过。
薄板金属的成形性能可以由极限拉深比定量地估计出来,极限拉深比定义为初始坏料直径与由该坯料拉深成功的杯形件直径(大约等于凸模直径)的比值。对于给定的材料,极限拉深比代表了通过凹模拉深杯壁变薄而无开裂的最大毛坯。Swadesh和Hiroyuki等人发现,与传统深拉深成形相比,极限拉深比在液压深拉中起了重要的作用。为了得到最大的极限拉深比需要高的模腔压力,但是当模腔压力太大时,贴近凹模的坯料就会开裂。笔者通过实验发现,油缝对于液压深拉深过程的成形能力起着非常得要的作用。极限拉深比随着油缝的增大而增大,但