(翻译)高速钢冲压模具的变形和应力负荷的变化_精品.doc

高速钢冲压模具的变形和应力负荷的变化 与材料加工和相关的敏感性分析 摘要： 在冲压工艺，材料性能，工艺设计参数和生产环境难免有变化和嘈杂的因素，这些因素可能影响金属薄板成形性能和模具结构的变形。冲压工艺在获 得了成功应用钣金成形数值模拟后以模具结构分析方法为基础的成形载荷的分析金属板材成形模拟，提出并通过实验验证。基于这些结果，DP600双曲平底杯型拉丝模做了与初始毛坯厚度，压边力，毛坯定位误差和模具对准误差关系的影响 成形负荷的变化（尤其是不平衡负载）变形和应力数值模拟。这些荷载，变形和应力变化影响模具的成形程度被揭示。结果可指导模具设计，模具试用和过程控制冲压用高强度钢（HSS）的增加，成形载荷和金属薄板成形性能下降 关键字： 敏感性分析;过程变异;成形载荷，模具变形，模具应力，高强度钢（HSS）冲压、 前言： 为了开发更轻，更安全和更便宜的车，高强度钢（HSS）和高抗拉强度钢AHSS）更多和更广泛的应用在汽车行业。超轻钢制车身（ULSAB）使用高强度钢和超高强度钢超过90％的车身结构改善了结构性能和降低体重。对比传统的低碳钢，高速钢的2-3倍成型负荷和降低成形性。所以高强度钢在冲压过程中的变化更为敏感。在高速钢的冲压过程中是经常遇到以下的烦恼：正确调试模具在液压机上正常工作时，在生产车间的机械压力机上不能工作;即使在同一设置同一压力下，有时它工作得很好，但有时不。经常模具增加了生产成本，并推迟生产计划当务之急是要找到原因，并提供处理这类问题的一些方法模具变形和工艺变化可能是高速钢问题的关键在高速钢冲压工艺，甚至施加的载荷对模具是不够大，变形可能是足够大钣金形式的能力显着影响对模具的不平衡负载是金属板材成形中的有害因素它增加了在模具及冲床导流板大型模具不平衡负载造成扭曲（最压边）改变在实际生产过程中的是无可避免;影响模具的负荷和进一步影响到模具的变形和模具应力 在本文中，在应用板材金属成形数值模拟分析获得成功在冲压过程中，一种基于金属板材成形模具结构分析形成负载方法提出并通过实验验证。 通过金属成形模拟薄板成形 数值模拟技术在钣金是一个功能强大的工具目前，许多能相当精确模拟金属板材成形过程基于拉格朗日增量法方程是最常用的处理3D钣金成形问题。为了求解基于拉格朗日公式动量方程 标准纽马克法和中央差方法通常用来解决式（9）。标准纽马克法是一种隐式时间积分法，这个方法需要逆矩阵和收敛检查，但它是无条件稳定的，采用大量的时间步骤执行标准纽马克法是适合长一段时间的瞬态响应问题的处理中央差分法是一个明确的时间积分中央差分法是适合于短暂的反应的问题，如冲击和爆炸因此，显式的动态代码有限元求解钣金绘图增量加载本文。 金属板材成形模拟的准确性是由以下因素决定 材料性能参数的准确性，，，该材料的本构模型和动态效应的影响材料性能参数，如屈服应力强度因子淬透性值和各向异性值可以得到通过材料试验1148模型采用和B - T壳单元沿厚度方向的整合7个百分点为了平衡计算效率和精度，速度是实际速度的500倍使用这些技术，可以得到相当精确的结果，通过空成形数值模拟（80和120千牛B170P绘图板材，80和160千牛DP600绘图板材，）B170P板材（初始厚度1.2毫米）和HSS DP600板材（初始厚度1.4毫米）钣金双曲平底杯成型模拟z方向的冲压成型负载在冲压过程中可以得到MTS的机器的液压伺服控制系统，该系统用于验证的精密金属板材成形模拟得到的成形载荷 图1：金属板材成形模拟的有限元模型 图2：模拟和实验成形的负荷曲线 2 通过模具结构分析获得模具的变形和应力 截至目前，全球已作出努力在板材金属薄板成形性能与数值模拟过程鲁棒性设计;目前，越来越多的关注支付回弹补偿但到目前为止，较少关注已支付模具结构分析，冲压模具结构分析研究很少由于在传统的低碳钢冲压金属板材的屈服应力通常低于200兆帕模具组件的压力并不严重在冲压工艺与硬模具失效很少发生在对比传统的低碳钢，高速钢形成负荷和降低成形性2-3倍频繁的工具故障减少了零件质量，增加了制造成本，并推迟生产计划在这方法，之间的相互作用力和模面计算结果的基础上金属板材成形模拟，然后应用到模具面临着作为载荷边界条件以下的模具结构分析图3显示了模具结构有限元分析模型图4给出了von Mises应力分布DP600板材冲压冲床下空白持有力160千牛在指定的时间步长（36/50一个动态冲压模具应力测量系统（见图6）修改实验冲压模具，电桥箱，动态应变仪和数据采集计算机验证模具结构基于金属板材成形模拟分析方法图7显示了有限元分析结果和实验结果在选定的位