大尺寸U形截面梁弯曲成形工艺有限元模拟.pdfVIP

恒定 向上 的反顶力 F，使顶板紧贴板料底部 ，板料始 用主从接触算法 ，板料为从面 ，模具为主面 ，采用库 终 随 凸模 向下移动 ；图 2b所示工艺 B，采用直壁和 伦摩擦模型，摩擦 系数设为 0．1t8J。采用扫掠 网格划分 平底 的凹模 ；如 图 2c所示工艺 C，采用与工件最终 技术对板料进行 网格划分 ，单元形状 为 四边形形状 ， 形状一致 的圆柱面 凹模 。三种工艺 的共 同点为均设 单元类型为带有沙漏控制 的四节点线性减缩积分单 置有水平侧推辊 ，板料水平放置在 凸模 和水平辊之 元 ，板厚方 向有 5个单元 ，共得到 1455个单元 。 间。成形初始 ，水平辊原位静止不动 ，凸模 向下运动 3．2 有 限元模拟 的准确性验证 使板料发生弯曲变形 ，与两个水平侧推辊形成三点 为验证有 限元模拟 的准确性 ，选取文献 [9]中的 折弯 ，当凸模运动至下死点后 ，水平侧推辊 由两侧 向 5组板料折弯试验进行有 限元模拟 ，比较模拟结果 中心推进 ，折弯板料 的直边部分并作进一步补偿性 与试验结果 ，折弯模具与试验方法如 图4所示 。 弯 曲 ，使水平辊退 回及 凸模卸载后 ，板料 回弹到所需 截 面尺 寸 。 3 U形截面梁弯 曲成形模拟 3．1 建立有 限元模 型 本文采用 ABAQUS软件对尺寸 u形截 面梁 的 成形过程进 行有 限元模拟 ABAQUS具有强大 的非 线性分析能力 ，能够有效模拟金属塑性成形过程 。利 (a)板料冲压 用 ABAQUS／Explicit显式 模块模拟板 料成形过 程 ， ABAQUS／Standard 隐式模块模拟板料 回弹过程 。 (1)材料参数 u形截面梁的材料采用 HG70高强钢板 ，其真 实应力一应变 曲线如 图 3所示 ，其他材料参数如表 1 所示 。 (b)板料卸载 图4 板材折弯工艺 一 回弹半径 r一凸模半径 ～板厚 c一模 七水 具间隙 6r一凹模宽度 b。一凸模宽度 蜮 试验用金属板材 的力学性 能如表 2所示 。每次 试验 的凸凹模 具 的间隙 c均为 20ram，凸模 下压量 h 均为 45ram，所选 的5组试验 的工艺参数如表 3所 示 ，试验结束后借助于 Atos—II型三维激光测量装 真实应变 置采集成形工件 的三维点云数据 ，进而得到其 回弹 图3 HG70真实应力应变曲线 半径 。按照表 2与表 3中的材料与工艺参数 以及 图 表 1 HGT0~．材参数 4中的几何参数要求建立板料折弯工艺的有 限元模 密度 屈服应力 弹性模量 泊松 比 板厚 型并进 行模拟 ，提取 出板料 回弹 圆弧段 内侧 的点坐 (kg·m ) 口 MPa M