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模具工业:铝合金板料多道次成形极限预测研究

2022-12-31
摘要:由 S KEELER和 G GOODWIN开发的成形极限图(forming limit diagram,FLD)可表征材料发生塑性变形后的成形极限,成形极限图中的成形极限曲线(forming limit curve,FLC)形状和位置定义了材料是否发生破裂的边界。

  【作 者】王冬艳;王成勇;柴震;王荣辉;张威

  随着新能源汽车行业的发展,对轻量化车身的成形质量提出了更高的要求。使用计算机辅助工程(computer aided engineering,CAE)技术依据板料成形极限能有效预测车身覆盖件首次塑性变形过程中的各种缺陷。在以铝合金代替低碳钢实现轻量化的趋势下,新牌号铝合金板料的多道次成形极限预测已成为研究热点。

  上世纪60年代以前,薄板成形后是否存在缺陷没有可靠的预测方法。由大型模具冲压成形的车身覆盖件常出现缩颈、起皱和开裂等缺陷,修模工作耗时长。由 S KEELER[1]和 G GOODWIN[2]开发的成形极限图(forming limit diagram,FLD)可表征材料发生塑性变形后的成形极限,成形极限图中的成形极限曲线(forming limit curve,FLC)形状和位置定义了材料是否发生破裂的边界。FLD 在有限元分析、模具型面优化、生产试模和生产过程中的质量控制等方面发挥了重大作用。

  【结束语】

  综述了国内外关于成形极限预测的模型,并采用试验方法探讨了如何获得均匀预应变场,主要讨论了以下3点内容。

  (1)能否使用统一的成形极限判定准则来消除各向异性带来的影响是亟待解决的问题。

  (2)为使预应变具有可比性,应在预变形阶段设法获得均匀应变场,需在模具、夹具和应变量等方面进行合理设计,才可使二次成形极限具有可比性。

  (3)为解决复杂加载条件下应变路径对成形极限预测的影响,需要引入路径无关的预测模型,工程师需改变使用传统 FLD 的习惯,转向 FLSD,更多考虑多道次成形条件下非线性应变路径带来的预测误差。

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