热轧钢U形件弯曲回弹影响因素的分析.pdfVIP

热轧钢U形件弯曲回弹影响因素的分析 崔令江 肖湘蓉 (哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院威海264209)景三辉 摘要：本文利用板材模拟有限元软件Dynaform为工具，选择影响扳材性能的几个参数和板料厚度【，模具间隙z，压边力等 9个工艺参数为变量，按照选定的正交试验表对32组不同参数的U形工件进行成形及回弹模拟和分析。最终按照影响u形 工件回弹量的敏感程度，对9个参数进行了排序，找出影响U形工件回弹量的主要因素，以便于在实践生产中更加有效地控 制U形工件的回弹。 关键词：回弹：正交试验；有限元模拟 中国分类号：TG386 本文综台考虑了板材的硬化指数n，厚向方向 1 引言 系数R，材料系数K，扳料的厚度t，宽度b，以及工 艺参数中的模具间隙z，凸模圆角半径r。凹模圆角 半径l}d．压边力F等9个因素对回弹的影响，利用 在汽车零件制造中，车架纵粱、横粱、保险杠、 有限元模拟软件Dynaform，按照正交试验表进行工 刹车盘和车轮等受力件多采用热轧板成形，一辆中 件的成形及回弹的模拟，经过分析，对各个因素对 吨位卡车需要消耗用350kg至lJ600kg左右的热轧 回弹的影响的大小进行了排序，以便于找出影响回 板，大吨位重型卡车则需要约1000kg的热轧板零 弹的主要因素。 件。由于汽车在行驶过程中要受到各种冲击、扭转 等复杂应力的作用，因而对车架的服役条件要求相 2模拟试验过程 当苛刻。大梁用热轧钢板不仅需要具有较高的强度， 还需要具有良好的塑性和韧性。而这些梁类件，大 2．1模拟材料的选定 部分都是u形件通过冷弯加工而成。所以此类零件的 本文主要针对u形弯曲件进行研究，在汽车的 弯曲在冲压生产中占有重要的地位。 底盘零件中，此类零件主要是纵粱和横粱，这类零 以往的研究中，人们大多注重同一因素的纵向 件所用到的材料主要是热轧钢16MnL等，表1是按 变化对回弹的影响，往往得到单一因素比如模具的 照国家标准及用户要求16MnL的力学性能¨】。 间隙变化对应的回弹的的变化，目前已经得到的一 些结论是：回弹量大小与材料的屈服点o。成正比， 提出的材料模型，该材料的硬化规律为指数模型， 与材料的杨氏模量E成反比，板厚各向异性值r和材 应力应变的函数关系为：o=K￡“。其中K的变化 料强化系数值K越小．材料的应变强化指数13值越大， 范围为400-550，指数n的变化范围为0．18—0．24， 回弹量越小：回弹值与相对弯曲半径成正比；在一 其方向系数r的变化范围为0．8-1．4。 定的相对弯曲半径情况下，弯曲角越大，则变形区 越大，工件的角度回弹值也越犬：模其闻隙越大， 回弹也越大““。 表1 热轧钢板粱类零件用户及标准要求达到的力学性能 9 本文材料的模型为Barlat和Lian于1989年提 出的材料模型．该材料的硬化规律为指数模型。应力 中，设置各个变量．进行显式成形过程的模拟。从 结果中可以清楚的看到毛坯的运动情况以及应力应 应变的函数关系为：a=K￡”o其中K的变化范围 变和厚度的变化情况。 为400-550，指数n的变化范围为0．18-0．24。其方 向系数r的变化范围为0．8-1．4。 2．2试验方案的确定