圓筒件拉深成形過程數(shù)值模擬研究.pdf

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1、M0uJd。＆Die。橫具技術(shù)圓筒件拉深成形過程數(shù)值模擬研究柳建安肖亮劉佳杰(中南林業(yè)科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖南長沙410004)摘要：采用Dynaform軟件對(duì)圓筒件拉深成形過程進(jìn)行數(shù)值模擬，映射網(wǎng)格劃分技術(shù)對(duì)幾何模型進(jìn)行劃分，有效地解決了載荷施加及求解過程中時(shí)間步長的選擇難題，建立了能實(shí)際應(yīng)用的有限元模型。實(shí)踐表明應(yīng)用該模型能提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期。關(guān)鍵詞：拉深數(shù)值模擬映射網(wǎng)格有限元模型StudyonTheNumericalSimulationofCylinderPartDrawingL

2、IUJian’an，XIAOLiang，LIUJiajie(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversityofForestryandTechnology，Changsha410004，CHN)Abstract：ThecylinderpartdrawingisnumericalsimulatedbasedontheDynaformsoftware．Thegeometricalmodeisc0mpartmentaIi

3、zedbymappdemeshingc0mpartmentalisetechnology．Theproblemofloadingandchoiceoftimestepincalculatingisresolved．Thefiniteelementmodethatcanbeusedpracticlyisestab—lished．Practiceindicatethatthismodecanimprovethequalityofproductsandreducedesigncycle．Keyword

4、s：Drawing；NumericalSimulation；MappdeMeshing；FiniteElementMode影響板料拉深成形的因素很多，如板料的性能、模Dynaform軟件包括板料成形分析所需的與CAD具的結(jié)構(gòu)等，都會(huì)使得產(chǎn)品可能出現(xiàn)起皺、拉裂等缺軟件的接口、前后處理、分析求解等功能，可以直接讀陷，影響產(chǎn)品質(zhì)量，導(dǎo)致設(shè)計(jì)周期增長，生產(chǎn)效率下降。入U(xiǎn)G、CATIA和Pro／E等數(shù)學(xué)模型。為了便于模型的隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及有限元數(shù)值模擬技術(shù)的不斷發(fā)展，導(dǎo)人，在此采用PRO／E軟件，在PRO

5、／E中建立板料模很多實(shí)用軟件被用于模具設(shè)計(jì)。型，再以IGES格式導(dǎo)出到Dynaform中。Dynaform軟件是用于板材成形有限元數(shù)值模擬的2．3有限元網(wǎng)格劃分專用軟件包，它可以預(yù)測(cè)成形過程中板料的裂紋、起不同維數(shù)的同一物體可以讀入零件模型皺、減薄、劃痕和回彈，評(píng)估板料的成形性能，從而為板劃分為由多種單元混合而成的料成形工藝及模具設(shè)計(jì)提供幫助。網(wǎng)格j。網(wǎng)格劃分的好壞對(duì)模有限元網(wǎng)格劃分?jǐn)M的精確和計(jì)算時(shí)間有一定的1基于Dynaform的筒形件拉深過程的數(shù)值影響。網(wǎng)格的劃分應(yīng)該滿足以模擬分析流程定義毛

6、坯下要求：合法性、相容性、逼近Dynaform軟件數(shù)值模擬分析流程如圖l?。精確性、良好的單元形狀、良好定義成形工具的劃分過渡性和網(wǎng)格劃分的自2圓筒件拉深數(shù)值模擬適應(yīng)性。定義威形參數(shù)2．1建立零件模型在拉深成形過程中板坯料圓筒件零件如圖2所示。材料為DQSK(36)，毛求解器計(jì)算的變形不均勻，變形較大的地坯直徑162mm，筒形件直徑100mm，拉深高度4O方可能會(huì)出現(xiàn)因?yàn)榫植壳首兎治鲇?jì)算結(jié)果mm，料厚1mm?；^大、網(wǎng)格畸變過于嚴(yán)重而2．2讀入零件模型使有限元分析無法進(jìn)行下去，圖1流程圖湖南省

7、教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目(08C937)·129·模具技術(shù)Moulds&Dies所以采用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)。在有限元分析過程中0．4。凹模與板坯之間的摩擦容易磨損模具、引起板坯由程序在現(xiàn)有網(wǎng)格基礎(chǔ)上判斷網(wǎng)格畸變的程度，再根過早開裂，要涂潤滑劑。模擬過程中不考慮潤滑劑的據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果估算誤差并重新劃分網(wǎng)格和計(jì)算。種類，只考慮其摩擦系數(shù)，凹模與板坯之間摩擦的靜摩擦系數(shù)取0．1。兩種摩擦下粘性阻尼系數(shù)均取10，摩擦的起始時(shí)間從0時(shí)刻開始，結(jié)束時(shí)間可取比計(jì)算時(shí)間(100s)長的200S。在PRO／E中建立板

8、料和凹模的模型，再以IGES■一格式導(dǎo)出到Dynaform中，通過凹模間隙自動(dòng)生成凸模。先確定沖壓方向，它不但決定能否拉延出合格的圖2零件模型圖3坯料和凹模網(wǎng)格圖產(chǎn)品，而且影響到工藝補(bǔ)充部分的多少，以及拉延后各Dynaform提供了自適應(yīng)網(wǎng)格劃分，可快速劃分模個(gè)工序的設(shè)計(jì)方案。調(diào)整沖壓方向時(shí)，要考慮零件便型網(wǎng)格。把零件的IGES格式導(dǎo)人Dynaform中，用網(wǎng)于成形及放置。利用Dynaform中DEF模塊，以Prepa．格劃分Tools模塊中的(blankgenerator)毛坯零件進(jìn)行rati