【正文】 化 (a) 壓邊力Y2=1000KN (b) 壓邊力Y2=1200KN未充分拉深破裂破裂傾向 (c) 壓邊力Y2=1500KN (d) 壓邊力Y2=1700KN 不同壓邊力Y2下的極限應(yīng)力圖結(jié)果分析如下：（1），最大變薄率不斷增大，而最大變厚率卻逐漸減少，這說(shuō)明了當(dāng)壓邊力較小時(shí)使得法蘭處的阻力較小，材料的流動(dòng)速度快，造成材料拉伸不完全，部分厚度較大的情況；而壓邊力較大時(shí)增加法蘭處的阻力，使得材料的流動(dòng)速度減慢，直壁的厚度變薄，材料拉伸較多。試驗(yàn)方案如下：（1）凸凹模間隙為1t，凹模圓角半徑為12mm，,轉(zhuǎn)角半徑為15mm；（2）材料為的DQSK；（3）沖程50mm，速度為2000mm/s。由于在相同壓邊力下，為了使矩形水槽不破裂，矩形水槽中間部分沒有完成拉深成形。 壓邊力對(duì)成形的影響為了防止板料直接進(jìn)入凹模，必須加有壓邊力。而應(yīng)力很應(yīng)變?cè)谵D(zhuǎn)角增大大一定程度后趨于穩(wěn)定，所以對(duì)于兩者影響不大。但是，轉(zhuǎn)角的大小對(duì)于減小起皺并不明顯。根據(jù)上述的參數(shù)設(shè)定在Dynaform中進(jìn)行分析，分別采用不同的沖壓速度進(jìn)行模擬。所以選取圓角半徑為12mm。由上述分析可以知道，凹模圓角不能過(guò)小，當(dāng)凹模圓角半徑過(guò)小時(shí)，拉伸毛坯的直壁部分與底部過(guò)渡區(qū)的彎曲變形加大，使危險(xiǎn)斷面的強(qiáng)度受到削弱，毛坯側(cè)壁傳力區(qū)的拉應(yīng)力相應(yīng)增大，板料的變形阻力增加，從而引起總的拉伸力增加、成形件出現(xiàn)破裂。（2）從拉深的厚薄變化圖可見，當(dāng)凹模圓角半徑越小，板料的變薄越嚴(yán)重，主要的變薄區(qū)分布在底面圓角的周圍，造成圓角處的拉裂。而圓角半徑為10mm時(shí)，出現(xiàn)破裂的現(xiàn)象，但是在圓角半徑為14mm和15mm時(shí)候，出現(xiàn)為充分拉深情況。所以研究凹模圓角半徑對(duì)成形的影響，試驗(yàn)方案如下：（1）凸凹模間隙為1t，,轉(zhuǎn)角半徑為15mm；（2）材料為DQSK；（3）沖程50mm，壓邊力Y1=30KN、Y2=1200KN，速度2000mm/s。 凹模圓角半徑對(duì)成形的影響凹模圓角部分是凸緣和矩形水槽內(nèi)壁部分的過(guò)渡區(qū)，材料比較復(fù)雜，徑向收拉應(yīng)力，切向收壓應(yīng)力。通過(guò)上面的分析可以看到，拉深的速度不宜過(guò)低或者過(guò)高，合適的拉深速度不但可以減少凸模圓角處的起皺，而且對(duì)于拉深的成形效果也很好。而速度過(guò)大，在法蘭區(qū)的材料來(lái)不及補(bǔ)充，同時(shí)直壁的承載能力也會(huì)變差，所以高速拉深時(shí)也會(huì)出現(xiàn)拉裂的現(xiàn)象。在4000mm/s和5000mm/s時(shí)候，有破裂傾向。所以要對(duì)拉深速度進(jìn)行研究，試驗(yàn)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。所以以后仿真試驗(yàn)均使用分塊壓邊圈方式2。整塊壓邊圈時(shí)的最大破裂危險(xiǎn)處為厚板凸模側(cè)壁圓角,而分塊壓邊圈時(shí)的最大破裂危險(xiǎn)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。在影響矩形水槽沖壓成形因素中模具參數(shù)和壓邊力對(duì)其影響相對(duì)較大，故先討論相對(duì)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?yàn)樵诜抡嬖囼?yàn)中，矩形水槽的沖壓使用了分塊壓邊圈，壓邊力對(duì)矩形水槽沖壓成形的影響最大，故最后討論。對(duì)其討論的順序是根據(jù)各因素對(duì)矩形水槽沖壓成形影響大小來(lái)安排的。在矩形件拉深成形過(guò)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。 (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(jiǎn)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(diǎn)，建立了基于Dynaform的矩形件有限元模型。數(shù)值的讀取，根據(jù)所要的點(diǎn)顏色到圖形右邊的顏色柱找到對(duì)應(yīng)顏色，所顯示的數(shù)值即為所求的。圖中每一點(diǎn)的X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)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(gè)區(qū)域，CRACK斷裂區(qū)域、RISK OF CRACK斷裂危險(xiǎn)區(qū)域、SAFE安全區(qū)域、WRINKLE TENDENCY起皺趨勢(shì)、WARINKLE起皺、SEVERE WAINKLE嚴(yán)重起皺、INSUFFICIENT STRETCH不充分拉深，每個(gè)區(qū)域用不同的顏色表示。（2）矢量圖標(biāo)將結(jié)果以矢量形式顯示（），能夠?qū)Σ牧系牧鲃?dòng)性進(jìn)行顯示。（1）等值線對(duì)單元應(yīng)力和相關(guān)的結(jié)果等進(jìn)行顯示。同時(shí)在計(jì)算機(jī)內(nèi)存較大時(shí)，為了加快運(yùn)算速度，可以適當(dāng)提高Dynaform運(yùn)算器的內(nèi)存值。 凸模的運(yùn)動(dòng)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(duì)模型進(jìn)行有限元計(jì)算定義完所有的參數(shù)后進(jìn)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(guò)程，一般設(shè)定STEP=20。 定義用戶工具 移動(dòng)模具距離 定義凸模的運(yùn)動(dòng)和壓邊力，選擇用戶定義工具中選中t，然后定義凸模的運(yùn)動(dòng)Z方向，沖壓速度，沖壓行程負(fù)號(hào)表示Z的負(fù)方向。，選取工具中的定位工具中移動(dòng)工具，選擇要移動(dòng)的模具如a、t、yy2，在距離中輸入移動(dòng)距離，移動(dòng)方向?yàn)閆方向。 板料的材料屬性厚度t/ mm寬度L/ mm屈服極限強(qiáng)度系數(shù)K/ MPa厚向異性指數(shù)r應(yīng)變強(qiáng)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。對(duì)板料的網(wǎng)格化，設(shè)置當(dāng)前零件層為板料，Tool 。 表面處理后的模型 模型網(wǎng)格化分別對(duì)凹模、凸模、板料和分塊壓邊圈進(jìn)行網(wǎng)格化，176。然后編輯零件層，A對(duì)應(yīng)凹模，T對(duì)應(yīng)凸模，B對(duì)應(yīng)板料,Y1對(duì)應(yīng)分塊壓邊圈Y1，Y2對(duì)應(yīng)分塊壓邊圈Y2，如此方便以后工作（）。同時(shí)將相應(yīng)的實(shí)體模型保存以便在后面改變模具參數(shù)重新建模所用。 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(duì)生成的實(shí)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(biāo)缺省。對(duì)于凸模和凹模草繪后進(jìn)行拉深，拉深深度為凸模80mm，凹模100mm；對(duì)板料草繪后填充。因此，研究矩形水槽的沖壓成形性能對(duì)以后復(fù)雜矩形件的研究有著一定的指導(dǎo)意義。 在Dynaform中對(duì)矩形水槽沖壓成形仿真流程圖 矩形件成形仿真本課題研究矩形件的沖壓成形性能和規(guī)律，矩形件是最常見的幾何形狀相對(duì)比較規(guī)則、應(yīng)用比較廣泛的一類沖壓件，在非軸對(duì)稱件中具有一定的代表性。（2）在建立好的模型的基礎(chǔ)上建立有限元模型，進(jìn)行有限元的前處理、有限元分析和仿真結(jié)果分析。具有智能網(wǎng)格劃分，良好的用戶開發(fā)環(huán)境。在個(gè)人機(jī)、工作站、大型機(jī)及巨型機(jī)等硬件平臺(tái)上具有統(tǒng)一的用戶界面。（4）支持從個(gè)人機(jī)、工作站到巨型機(jī)的所有硬件平臺(tái)。EtaPost是ETA公司開發(fā)的一款專門針對(duì)Dynaform的后處理軟件，它可以方便用戶直觀地得到求解結(jié)果。雖然Lsdyna也能夠進(jìn)行仿真，但是其材料庫(kù)相對(duì)Dynaform而言就有一些欠缺，軟件的易操作性也較差。（2）Dynaform的求解器采用了業(yè)界非常著名的非線性動(dòng)力顯式有限元軟件Lsdyna。本文選用Dynaform來(lái)對(duì)矩形件的沖壓成形進(jìn)行仿真研究，因?yàn)镈ynaform作為板料沖壓成形的專用軟件，和其他幾個(gè)比較流行的軟件相比，無(wú)論在易操作性、前處理、后處理和模擬的準(zhǔn)確性上都具有很大的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[2022]： （1）Dynaform具有功能豐富的前處理器。Dynaform軟件可應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，汽車、航空航天、家電、廚房衛(wèi)生等行業(yè)。求解器(LSDYNA)采用的是世界上最著名的通用顯示動(dòng)力為主、隱式為輔的有限元分析程序，能夠真是模擬板料成形中各種復(fù)雜問(wèn)題。 Dynaform簡(jiǎn)介Dynaform軟件是美國(guó)ETA公司和LSTC公司聯(lián)合開發(fā)的用于板料成形數(shù)值模擬的專用軟件，是LSDYNA求解器與ETA/FEMB前后處理器的完美結(jié)合，是當(dāng)今流行的板料成形與模具設(shè)計(jì)的CAE工具之一。3 基于有限元的矩形水槽拉深成形建模與仿真本課題選用非線性有限元理論和鈑金成形非線性有限元分析軟件Dynaform對(duì)矩形水槽的加工方法——拉深成形過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬。（3）模具參數(shù)當(dāng)凹模圓角半徑過(guò)小時(shí)，拉伸毛坯的直壁部分與底部過(guò)渡區(qū)的彎曲變形加大，使危險(xiǎn)斷面的強(qiáng)度受到削弱，毛坯側(cè)壁傳力區(qū)的拉應(yīng)力相應(yīng)增大，這樣會(huì)使拉伸系數(shù)增大，板料的變形阻力增加，從而引起總的拉伸力增加、成形件出現(xiàn)開裂和模具壽命降低；若凹模的圓角半徑過(guò)大，板料的變形阻力小，金屬的流動(dòng)性好，但也會(huì)減小壓邊的有效面積，使制件容易起皺。由于在模擬中發(fā)現(xiàn)改變壓邊力不能解決矩形水槽邊沿部分的起皺，解決這樣的問(wèn)題要使用不同的壓邊力，所以運(yùn)用分塊壓邊圈的方式來(lái)