基于Dynaform的铝合金筒形件拉深成形

发布时间：2021-02-02 02:25

　　利用实验与数值模拟结合的方式,研究了6061铝合金板料室温下的成形能力,以期为工程应用提供理论参考。物理实验中材料的极限拉深比LDR为1. 67,经Dynaform有限元模拟后,LDR与物理实验高度吻合。实验表明:材料的最大减薄率随着冲压速度的增大和压边力的上升而不断增大,最大增厚率随着冲压速度的增大和压边力的上升而逐渐减小。通过有限元模拟后的厚度变化曲线图发现,筒形件在直壁区域和底部区域厚度变化不明显,越靠近凸模圆角减薄率变化越大,且减薄率随着坯料直径的增大而不断增大,这与拉深件纵截面厚度跟踪点测得的数据变化趋势一致。说明在同等条件下,Dynaform有限元模拟对铝合金冲压成形具有一定的指导意义。 

【文章来源】：锻压技术. 2020,45(05)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

有限元模型

图2为不同坯料直径下的冲压成形极限曲线FLD，其中，纵坐标代表径向拉应变，横坐标正负轴分别代表切向拉应变和切向压应变。观察图2a发现，凸缘区域主要承受拉-压应变，径向拉应变最大为30%，切向压应变最大为50%，此部分在安全区间;同理，凸缘圆角部分的径向拉应变最大为18%，切向压应变最大为12%;筒壁部分在变形时受到凸模传来的拉应力以及凸模阻碍材料切向压缩而产生的拉应力，呈拉-拉应变。对比图2b、图2c、图2d发现，因坯料直径不同，而存在不同程度的应变，且应变的状态基本一致，在未破裂前均在安全区间。图2e中，凸模圆角部分发生破裂，此时径向拉应变过大，结合图3a发现，此时材料的最大减薄率为47%，因壁厚变薄严重致使最终破裂。2.2 不同压边力时的模拟结果

结合图3b的最大减薄率和最大增厚率变化曲线发现，随着压边力的增加，拉深破裂的危险不断加大，减薄率逐渐上升。当压边力达到15 k N时，材料的最大减薄率为32%。由于压边力的增大，对模具施加的法向压力不断增大，这会阻碍铝合金在模具内的流动，对成形能力产生影响。当压边力进一步增大时，随着凸模行程的增加，凸模圆角区域的减薄加剧，导致破裂。图4c产生的起皱现象是由于非均匀性变形产生了切向压应力，当切向压应力达到一定数值后，板料局部不稳定变形而产生的压缩失稳现象。2.3 不同冲压速度时的模拟结果


本文编号：3013874