基于不同单元类型的DP980钢辊弯成形仿真与回弹分析

发布时间：2019-07-16 13:37

【摘要】：运用常规壳单元和连续体壳单元对厚度为0.9mm的DP980钢板U型辊弯成形进行了有限元仿真分析,并采用动态结果导入静态算法的回弹方法,对模拟结果进行了精确的回弹分析。结果表明,相比实验结果,连续体壳单元在辊弯成形有限元仿真中的运算更加精确,仿真结果具有更高的形状和尺寸精度。并且在加入静态回弹分析后,分析结果与实验结果更加吻合,左右边腿成形角度误差仅为2.19%和1.52%。该方法对今后辊弯成形有限元仿真有较好的参考和指导意义。
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图片说明： 果影响，为今后的仿真进行指导。其中，ＡＢＡＱＵＳ软件中的两种壳单元为常规壳单元和基于连续体的壳单元，如图１所示。由于连续体壳单元可以在双面接触中考虑厚度的变化，与常规壳单元相比更加精确［８－１０］。图１常规壳单元和连续体壳单元Ｆｉｇ．１Ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｓｈｅｌｌｅｌｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｕｍｓｈｅｌｌｅｌｅｍｅｎｔ１ＤＰ９８０钢成分及力学性能实验所用ＤＰ９８０钢板厚度为０．９ｍｍ，其化学成分如表１所示。表１ＤＰ９８０材料化学成分／ｗｔ％Ｔａｂ．１ＣｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＤＰ９８０ｓｔｅｅｌｉｎｗｔ％ＣＭｎＳｉＰＡｌＮｂ０．１１２．４８０．１６０．０１０．０４０．０２通过单向拉伸试验，获得了ＤＰ９８０钢板的力学性能指标。其中，弹性模量１９８８４１ＭＰａ，屈服强度７６８．１ＭＰａ。在ＡＢＡＱＵＳ软件中建立ＤＰ９８０钢单向拉伸试验的有限元模型，将实验获得的应力应变参数值导入模型中，通过对比仿真和实验中得到的载荷位移图２单拉实验和仿真载荷位移曲线Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｔｒａｓｔｏｆｌｏａｄｇａｕｇｅｓｅｃｔｉｏｎｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｅｎｓｉｌｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ曲线（见图２），可以看出，有限元仿真和实验得到的参数非常吻合，很好的验证了所建有限元模型的可靠性，为后续辊弯成形有限元仿真提供了依据。２ＤＰ９８０钢辊弯成形有限元仿真辊弯成形实验为４道次成形，成形角度分别为５°、２０°、４５°和６０°，成形辊花图和最终成形件的形状、尺寸如图３和图４所示。ＤＰ９８
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图片说明： ０．０１０．０４０．０２通过单向拉伸试验，获得了ＤＰ９８０钢板的力学性能指标。其中，弹性模量１９８８４１ＭＰａ，屈服强度７６８．１ＭＰａ。在ＡＢＡＱＵＳ软件中建立ＤＰ９８０钢单向拉伸试验的有限元模型，将实验获得的应力应变参数值导入模型中，通过对比仿真和实验中得到的载荷位移图２单拉实验和仿真载荷位移曲线Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｔｒａｓｔｏｆｌｏａｄｇａｕｇｅｓｅｃｔｉｏｎｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｔｅｎｓｉｌｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ曲线（见图２），可以看出，有限元仿真和实验得到的参数非常吻合，很好的验证了所建有限元模型的可靠性，为后续辊弯成形有限元仿真提供了依据。２ＤＰ９８０钢辊弯成形有限元仿真辊弯成形实验为４道次成形，成形角度分别为５°、２０°、４５°和６０°，成形辊花图和最终成形件的形状、尺寸如图３和图４所示。ＤＰ９８０板料长为７５０ｍｍ，宽为１００ｍｍ，厚为０．９ｍｍ。设备轧辊道次间距为２５０ｍｍ，为使轧辊对板料有足够的压紧力，，驱动板料进入各个道次，辊缝调整为０．８５ｍｍ，板料的进给速度为１４．５ｍｍ·ｓ－１。图３各道次辊花图及最终成形形状Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎｓｈａｐｅｓｏｆｆｏｒｍｉｎｇｐａｒｔｔｈｒｏｕｇｈｅａｃｈｐａｓｓａｎｄ图４最终成形件形状及尺寸Ｆｉｇ．４Ｔｈｅｆｉｎａｌｆｏｒｍｉｎｇｓｈａｐｅａｎｄｄｉｍｅｎｓｉｏｎ２．１有限元模型建立成形有限元模型的建立与实验设定条件一致，板料分别通过常规壳单元和连续体壳单元进行建模，整体三维模型装配图如图５所示。将单向
【作者单位】： 北方工业大学机械与材料工程学院;绿友机械集团股份有限公司;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51205004) 北京市自然科学基金资助项目(3152010) 北京市教育委员会科技计划面上项目(KM201510009004)
【分类号】：TP306;TP391.9

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2515103