半球形厚壁封头冲压成形有限元分析及优化.pdfVIP

维普资讯 第 24卷第 4期 辽 宁 石 油 化 工 大 学 学 报 Vo1．24 No．4 2004年 12月 JOURNALOFLIA0NINGUNIVERSITYOFPETR0LEUM CHEMICALTECHN0LoGY Dec．2004 文章编号：1672—6952(2004)04—0051—03 半球形厚壁封头冲压成形有限元分析及优化 朱 向哲， 谢 禹钧 ， 王晓华 (辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺 113001) 摘 要 ： 在制造厚壁封头的过程中，经常由于锻造后的封头减薄量过大，最小壁厚值小于规定值 ，在强度方面 不能满足要求；或者锻造后封头壁较厚，增加 了机加工量。而厚壁封 头冲压成形过程属于几何非线性和材料非线性 的问题 ，很难用弹塑性力学理论的解析法进行研 究。采 用钢塑性有限元法，使用ANSYS有 限元分析软件模拟 了半 球形厚壁封头冲压成形的整个过程 ，分析 了成形后封头壁厚的变化规律。计算结果表明，封头心部 的减薄量并非最 大，减薄量最大值 出现在靠近坯料 中心的地方，边缘的直边部分增厚量最大，最大的减薄量或增厚量均达到坯料厚 度的16％左右。通过优化坯料形状和尺寸，使封头易于成形且壁厚均 匀。 关键词： 半球形封头； 冲压成形； 最小壁厚 ； ANSYS 中图分类号 ：TG306 文献标识码 ：A FiniteElementAnalysisandOptimizationoftheDrawingProcessof HeadW ithThickSemi—SphericalShell ZHU Xiang—zhe，XIEYu—jun ，WANGXiao—hua (SchoolofMechanicalEngineering，LiaoningUniversityofPetroleum ChemicalTechnology， FushunLiaoning 113001，P．R．China) Received 19March 2003；revised 7Septembet2004；accepted 15September2004 Abstract： Intheprocessofforgingheadwiththickshell，twooccasionsoftenoccurs．Oneisthatthicknessdecreasesalotandthe minimalthicknessislessthan specifiedvalueSO thatthehead cannotmeetthedemandsofstrength．Anotheristhattheprocess redundancyisincreasedsincedecreasedthickness isnotenough．Thedrawingprocess ofthickwallisaproblem ofgeometrynon— linearandmaterialnon—linear，∞ itisverydifficulttObeOSlvedbythemethodofelasticityandplasticsmechanics．Finiteelement analysismethodofsteelplasticityadopted，thedrawingprocessoftheheadwiththickwallwassimulatedwithANSYSsoftwareand thechangeruleOfformedwallthickness wasanalyzed．Theresultsshow thatthemaximaldecreasedthicknessdonotlocatein the centralofhead，butin thenearofcentra1．Themaximalincrease thickness positionsin straitedgeofhead．Both th