机械5

目录 1绪论1 1.1选题背景1 1.2拼焊板冲压成形研究现状3 1.3主要研究目标及内容4 1.4的组织结构5 2拼焊板冲压成形工艺理论分析6 2.1拼焊板成型理论6 2.1.1拼焊板单向拉伸时的应力、应变关系6 2.1.2拼焊板成形的变形特点7 2.1.3拼焊板桶形件拉深工艺8 2.2影响拼焊板冲压成形的主要因素9 2.2.1凸凹模圆角半径10 2.2.2压边圈10 2.2.3压边力10 2.2.4焊缝位置11 2.2.5板厚比11 2.3拼焊板圆桶形件冲压成形的常见缺陷11 2.3.1起皱与破裂11 2.3.2焊缝的移动12 3拼焊板桶形件有限元建模方法14 3.1 CAE仿真软件的简介及选取14 3.2板料成形有限元数值模拟过程15 3.2.1仿真步骤15 3.2.2模具和毛坯的CAD建模16 3.2.3前处理工作19 3.2.4后处理工作20 4基于数值模拟的拼焊板桶形件成型仿真及分析23 4.1仿真建模23 4.1.1凹模、凸模、压边圈以及板料的CAD建模23 4.1.2 CAD文件保存24 4.1.3模型导入24 4.1.4网格划分24 4.1.5焊接25 4.1.6网格检查/网格修补25 4.1.7调整位置25 4.1.8定义材料和板厚26 4.1.9定义凸模运动和压力26 4.1.10计算26 4.1.11后处理26 4.2压边圈对拼焊板桶形件成形影响分析27 4.3压边力大小对拼焊板桶形件成形影响分析27 4.4凸模行程对拼焊板桶形件成形影响分析30 4.5板厚比对拼焊板桶形件成形影响分析31 4.6焊缝位置对拼焊板桶形件成形影响分析33 4.7凹模圆角半径对拼焊板桶形件成形影响分析34 4.8方案分析及总结35 结束语38 致谢40 参考文献41 1.2拼焊板冲压成形研究现状 目前国内外对拼焊板冲压成形的研究主要集中在对冲压成形的研究、对焊缝移动规律及控制的研究及对压边力的研究三个方面： （1）对冲压成形的研究 拼焊板的成形性能是指拼焊板对于成形的适应能力，简称成形性能。成形性能可分为狭义的成形性能和广义的成形性能。狭义的成形性能指拼焊板在冲压成形过程中抵抗破裂的能力。广义的成形性能是综合考虑金属包办在冲压成形过程中不产生板面缺陷以及获得制件形状和尺寸精度时的成形性能[5]。 研究拼焊板成形性能的方法有：拉伸试验、杯突试验及成形极限图试验等。大量的研究已经表明，与单一钢板材相比，拼焊板的屈服强度和抗拉强度增加，硬化指数和延伸率减小，从而使得冲压成形性能降低。与钢不同，铝拼焊板与传统的单一板相比，由于焊缝和热影响区的软化现象，拼焊板的力学性能发生显著的变化，与基体金属相比，屈服强度稍高,抗拉强度和伸长率较低，应变硬化指数和强度系数均有下降。 （2）对焊缝移动规律及控制的研究 大量实践表明焊缝的存在对拼焊板的成形性能产生极大的影响：焊缝的移动不仅会影响拼焊板零件的成形质量，甚至会导致零件报废。焊缝使拼焊板的屈服强度提高，应变硬化指数
n值和长率A值降低，且焊缝使模拟成形性能的扩孔率、杯突值和成形极限显著降低。目前控制焊缝移动的方法主要有： (a)合理布置焊缝的位置； (b)使用分块压边圈或阶梯压边圈； (c)变压边力控制法，在薄厚两侧采用不同的压边力； (d)拉延筋法； (e)焊缝约束法。