【文章內(nèi)容簡介】 先應(yīng)建立合理工藝模型，步驟如下： 模具幾何模型及材料模型的建立在PRO/E中建立凸模、凹模、板料的模型，在草繪狀態(tài)下繪制凸模（）、凹模（）、板料的尺寸（）。對于凸模和凹模草繪后進行拉深，拉深深度為凸模80mm，凹模100mm；對板料草繪后填充。由于矩形件的拉深成形特點，需要繪制分塊壓邊圈，將凹模分開（）。 凸模尺寸 凹模尺寸 板材尺寸 分塊壓邊圈Y1 壓邊圈Y2 文件保存對生成的實體模型保存副本，文件類型選擇*igs，在輸出IGES窗口，選取曲面，坐標缺省。這樣就能把相應(yīng)的模型轉(zhuǎn)換為*igs文件，供Dynaform調(diào)用。同時將相應(yīng)的實體模型保存以便在后面改變模具參數(shù)重新建模所用。 模型導(dǎo)入和編輯打開Dynaform軟件，依次將凹模、凹模、板料、分塊壓邊圈導(dǎo)入(）。然后編輯零件層，A對應(yīng)凹模，T對應(yīng)凸模，B對應(yīng)板料,Y1對應(yīng)分塊壓邊圈Y1，Y2對應(yīng)分塊壓邊圈Y2，如此方便以后工作（）。分塊壓邊圈Y2分塊壓邊圈Y1凹模板料凸模 導(dǎo)入后的模型 編輯模具 修剪模型選擇surface對導(dǎo)入的模型進行處理，刪除不必要的表面。 表面處理后的模型 模型網(wǎng)格化分別對凹模、凸模、板料和分塊壓邊圈進行網(wǎng)格化，，，176。,。對板料的網(wǎng)格化，設(shè)置當(dāng)前零件層為板料，Tool 。 凸模、凹模、壓邊圈單元網(wǎng)格化參數(shù) 板料單元網(wǎng)格化參數(shù)分塊壓邊圈Y1分塊壓邊圈Y2凹模板料凸模 網(wǎng)格化后的模型 定義板料的材料與屬性和模具間距板料的材料和屬性設(shè)定，在定義毛坯里添加板料，然后進入材料庫窗口選擇低碳鋼中DQSK，Type37所對應(yīng)的材料。 板料的材料屬性厚度t/ mm寬度L/ mm屈服極限強度系數(shù)K/ MPa厚向異性指數(shù)r應(yīng)變強化指數(shù)n1200 板料的屬性模具間隙的確定，首先在定義模具中，然后在用戶自定義中新建用戶定義工具名稱，零件層中選擇相應(yīng)的模型件。，t對應(yīng)凸模，b對應(yīng)板料，y1對應(yīng)分塊壓邊圈Y1，y2對應(yīng)分塊壓邊圈Y2。，選取工具中的定位工具中移動工具，選擇要移動的模具如a、t、yy2，在距離中輸入移動距離，移動方向為Z方向。使得t、yy2在Z方向移動+。 定義用戶工具 移動模具距離 定義凸模的運動和壓邊力，選擇用戶定義工具中選中t，然后定義凸模的運動Z方向，沖壓速度，沖壓行程負號表示Z的負方向。定義壓邊力，在y1和y2下定義載荷曲線中選擇作用力，Z方向，輸入不同的壓邊力（）。 凸模的運動情況 作用在壓邊圈y1上的壓邊力 作用在壓邊圈y2上的壓邊力 對模型進行有限元計算定義完所有的參數(shù)后進行后處理，在分析中選擇LS_Dyna（），為了在后處理中能夠較好的觀察成形過程，一般設(shè)定STEP=20。求解器采用Full Run Dyna,求解器精度采用單精度。同時在計算機內(nèi)存較大時，為了加快運算速度，可以適當(dāng)提高Dynaform運算器的內(nèi)存值。 Analysis的參數(shù)設(shè)置 后處理在仿真結(jié)束后， 可以進入Dynaform的PostProcess的后處理環(huán)境，進行一系列后處理。（1）等值線對單元應(yīng)力和相關(guān)的結(jié)果等進行顯示。在同一等值線上是以同一顏色顯示的，相應(yīng)的等值線值在圖形窗口右邊的顏色柱顯示（）。（2）矢量圖標將結(jié)果以矢量形式顯示（），能夠?qū)Σ牧系牧鲃有赃M行顯示。 （3）成形極限圖用來評價板料的可成形性（安全和失效區(qū)域）。圖中每一點的X坐標和Y坐標代表每一單元的最大和最小應(yīng)變，基于零件的可成形性分析將FLD圖（forming limit diagram）（）劃分為7個區(qū)域，CRACK斷裂區(qū)域、RISK OF CRACK斷裂危險區(qū)域、SAFE安全區(qū)域、WRINKLE TENDENCY起皺趨勢、WARINKLE起皺、SEVERE WAINKLE嚴重起皺、INSUFFICIENT STRETCH不充分拉深，每個區(qū)域用不同的顏色表示。（4）厚度用來模擬坯料在成形中的厚度等值線變化，以評估沖壓質(zhì)量。數(shù)值的讀取，根據(jù)所要的點顏色到圖形右邊的顏色柱找到對應(yīng)顏色，所顯示的數(shù)值即為所求的。其中單位為mm（）。 (a) 成形等值線圖 (b) 成形矢量圖 (c) 成形FLD圖 (d) 成形厚度變化圖 后處理分析 本章小結(jié)本章簡要闡述了有限元基本理論，論述了以有限元分析為基礎(chǔ)的Dynaform 軟件的特點，建立了基于Dynaform的矩形件有限元模型。4 矩形件拉深成形的模擬分析矩形件是薄板金屬沖壓中較難成形的一類零件，并且在其成形過程中的變形特點具有一定的典型意義，因此很有必要對其進行數(shù)值模擬。在矩形件拉深成形過程中，板材不同部位的受力狀態(tài)、變形方式以及變形性質(zhì)存在較大差異，材料的性能參數(shù)、模具幾何參數(shù)和壓邊力等因素，都影響著矩形件的成形規(guī)律和拉深性能。本章應(yīng)用 Dynaform有限元軟件，采用動力顯式算法模擬了矩形件拉深成形過程。對其討論的順序是根據(jù)各因素對矩形水槽沖壓成形影響大小來安排的。先確定分塊壓邊圈的分塊方式，然后討論其它影響因素。在影響矩形水槽沖壓成形因素中模具參數(shù)和壓邊力對其影響相對較大，故先討論相對次要因素如沖壓速度，確定較佳的沖壓速度，然后討論模具參數(shù)，選擇較佳的凹模圓角半徑和凹模轉(zhuǎn)角半徑，因為在仿真試驗中，矩形水槽的沖壓使用了分塊壓邊圈，壓邊力對矩形水槽沖壓成形的影響最大，故最后討論。 壓邊圈方式對成形的影響壓邊圈會對板料所受的壓邊力有影響，導(dǎo)致對成形效果造成影響。整塊壓邊圈時的最大破裂危險處為厚板凸模側(cè)壁圓角,而分塊壓邊圈時的最大破裂危險處為薄板凸模側(cè)壁圓角,即分塊壓邊圈能夠提高變截面板厚板的成形性能,但能保證薄板凸模側(cè)壁圓角不發(fā)生破裂。所以要對壓邊圈方式進行研究，尋找更好的壓邊圈方式，試驗方案如下： 壓邊圈方式整塊壓邊圈(a)分塊壓邊圈方式1(b)分塊壓邊圈方式2(c)破裂傾向嚴重起皺破裂嚴重起皺 (a) 整塊壓邊圈 (b) 分塊壓邊圈方式1 (c) 分塊壓邊圈方式2 不同分塊方式成形極限圖結(jié)果分析如下：經(jīng)過一系列嘗試仿真試驗得出，當(dāng)使用整塊壓邊圈時候，起皺現(xiàn)象嚴重，當(dāng)中間沖壓部分為充分拉深；當(dāng)使用分塊壓邊圈方式1時，起皺基本沒有改善，但是中間沖壓部分依舊未能充分拉深，而且邊緣地區(qū)開始破裂；當(dāng)使用分塊壓邊圈方式2時，起皺明顯減少，中間能得到充分拉深，達到預(yù)期的效果。所以以后仿真試驗均使用分塊壓邊圈方式2。 凸模沖壓速度對成形的影響拉深速度會對板料的壓邊力有影響，拉深速度大可以減小起皺現(xiàn)象。所以要對拉深速度進行研究，試驗方案如下：（1）凸、凹模的間隙為1t，凹模圓角半徑為12mm，轉(zhuǎn)角半徑為15mm；（2）材料DQSK，；（3）拉深深度為50mm，壓邊力Y1=30KN、Y2=1200KN。根據(jù)上述的參數(shù)設(shè)定在Dynaform中進行分析，分別采用不同的沖壓速度進行模擬，： 不同拉深速度下的拉深模擬數(shù)據(jù)拉深速度mm/s10002000300040005000最大變薄率%最大變厚率%最大正應(yīng)變最大負應(yīng)變最大正應(yīng)力Pa最大負應(yīng)力Pa成形效果較好好較好破裂傾向破裂傾向 不同沖壓速度下的厚薄變化 不同沖壓速度下的應(yīng)變變化 不同沖壓速度下的應(yīng)力變化 (a) 速度1000mm/s (b) 速度2000mm/s破裂傾向 (c) 速度3000mm/s (d) 速度4000mm/s破裂傾向(e) 速度5000mm/s 不同沖壓速度下的成形極限圖結(jié)果分析如下：（1）上圖可以看出拉深速度在1000mm/s~3000mm/s的拉深速度中的成形區(qū)域都比較穩(wěn)定，法蘭區(qū)域的變化不同，主要區(qū)別是在成形區(qū)域上，安全的成形區(qū)域隨著速度的增大而增加，凸緣圓角處的起皺減少。在4000mm/s和5000mm/s時候，有破裂傾向。（2）從拉深厚薄的曲線可以看到，在5000mm/s附近出現(xiàn)了最大變薄率最小的點，而變厚率幾乎沒有多大的變化，這說明在拉深速度較小的時候，由于材料流進凹模成形區(qū)的速度較小，同時較小的速度也增加了流動的阻力，從而導(dǎo)致了在低速時也容易拉裂的。而速度過大，在法蘭區(qū)的材料來不及補充，同時直壁的承載能力也會變差，所以高速拉深時也會出現(xiàn)拉裂的現(xiàn)象。（3），從應(yīng)變和應(yīng)力的變化看，拉深速度變化并沒有引起它們的太大變化，但是應(yīng)變和應(yīng)