双重拉深筋阻力特性及流经拉深筋后板料的成形性能研究

发布时间：2020-04-27 12:28

【摘要】：拉深筋是板料冲压模具中的一种常见的结构,其作用是为板料提供合适的进料阻力,从而控制材料流动变形,以便获得理想的变形分布,避免发生破裂、起皱、回弹和扭曲等缺陷,提高冲压件质量。目前比较常用的板料成形有限元软件(AutoForm,Dynaform等)通常为了减少计算量而采用了等效拉深筋来模拟拉深筋的进料阻力,但是,等效拉深筋不能全面地描述板料经过拉深筋过程中的变形,所以导致计算精度不够高。尤其是对于双重拉深筋,现有的拉深筋阻力计算模型对于板料在拉深筋中的减薄、循环硬化等行为考虑不够全面,计算结果与实际情况相比有较大的出入。另外,板料在拉深筋中的复杂变形行为也会对其后续成形性能产生影响,目前,该方面的研究工作还十分缺乏。本文通过实验与理论相结合的方法对双重拉深筋阻力特性及板料流经拉深筋后的成形性能进行了研究,具体研究内容包括以下几个方面:双筋阻力的实验研究:以实际板料冲压成形生产中常用的矩形筋和圆角筋为研究对象,通过自行设计的单、双筋阻力测试模具,对不同拉深筋结构参数下的单、双筋阻力进行测量。根据实验结果,分析了双筋的筋高、圆角处的半径、双筋之间的间距三个参数对双筋阻力的影响。通过MATLAB对实验数据进行拟合,给出了双重拉深筋阻力与各参数之间的关系公式以及单双筋阻力的关系。建立双筋阻力的理论模型:通过塑性变形理论对板料在拉深筋中的变形状况进行分析,将板料厚度变化、混合硬化等影响因素引入到弯曲力的计算中,从而充分考虑了板料流经拉深筋时由于弯曲效应所导致的厚度变化和反复弯曲所导致的循环硬化对拉深筋阻力的影响,采用CR4板料进行实验对所建理论模型进行了验证。结果表明:考虑了板料厚度变化和的循环硬化影响的双重拉深筋阻力模型能完整地描述板料流经拉深筋过程中的变形特点,具有更高的计算精度。经过拉深筋后的板料力学性能变化研究:针对半圆形状拉深筋,通过实验测量经过拉深筋前后的板料力学参数和几何参数的变化,以及这些变化对板料的后续成形性能的影响。实验结果表明:板料在拉深筋中的变形不仅使得其后续断裂延伸率降低,而且使得板料总的延伸率降低。经过拉深筋后,板料的屈服强度增大。小的预应变下(筋高较小时)板料经过拉深筋后断裂强度减小,而大的预应变下板料的后续断裂强度增大。
【图文】：

拉深筋,反弯曲,板料,拉深筋阻力

上海交通大学硕士学位论文示，板料在克服拉深筋阻力 DBRF 的外力作用下发生流动，依 a、c、e 点板料发生弯曲变形，经过 b、d、f 点时发生反弯曲变中的流动阻力主要由这 6 个点的弯曲反弯曲力以及板料与模具。通过调节凸筋下压深度（筋高）、圆角半径等参数可实现拉深

拉深筋,凸筋,形状,半圆

通过调节凸筋下压深度（筋高）、圆角半径等参数可图 1-1 拉深筋结构简图Fig.1-1 The schematic diagram of drawbead，按照凸筋截面形状的不同，可以将其分成半圆筋、和非对称筋等，其中，，半圆筋以及矩形筋是实际冲压
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG386

【参考文献】