盆地的深冲压.docx

2026-08-09
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算例:薄金属碟的深冲压成形分析

问题描述

本算例研究薄金属圆形毛坯的深冲压成形过程。圆形金属毛坯放置在冲头与固定模具之间,冲头向下运动15 mm,使原始平板逐渐发生塑性变形,最终形成杯状结构。

由于冲头、模具和毛坯均关于中心轴对称,因此可采用二维轴对称模型进行分析。与完整三维模型相比,轴对称模型能够在保证计算精度的同时显著减少单元数量和计算时间。

深冲压过程涉及材料塑性变形、大变形以及毛坯与模具之间的接触,属于典型的非线性接触问题。计算中需要重点分析毛坯的应力、塑性应变、厚度变化以及最终成形轮廓。


节选段落一:
算例2:薄金属碟的深冲压成形分析
一、问题描述
本算例研究薄金属圆形毛坯的深冲压成形过程。圆形金属毛坯放置在冲头与固定模具之间,冲头向下运动15 mm,使原始平板逐渐发生塑性变形,最终形成杯状结构。
由于冲头、模具和毛坯均关于中心轴对称,因此可采用二维轴对称模型进行分析。与完整三维模型相比,轴对称模型能够在保证计算精度的同时显著减少单元数量和计算时间。
深冲压过程涉及材料塑性变形、大变形以及毛坯与模具之间的接触,属于典型的非线性接触问题。计算中需要重点分析毛坯的应力、塑性应变、厚度变化以及最终成形轮廓。
图1 模型结构
图2 材料属性
二、模型简化与分析方法
1.


节选段落二:
装配完成后,应检查冲头与模具的间隙是否能够容纳厚度为0.5 mm的毛坯。
图2.2 装配模型
4. 创建分析步
深冲压过程包含大变形、塑性和复杂接触,通常可采用Dynamic, Explicit分析步进行计算。
进入Step模块,创建分析步Step-1,类型选择:
Dynamic,Explicit。
虽然Explicit属于动力分析方法,但在冲头速度足够低的情况下,也可以用于求解准静态深冲压问题。
分析步时间应根据冲头位移和冲头速度确定。


节选段落三:
五、结论
通过建立轴对称有限元模型,对厚度为0.5 mm的薄金属毛坯进行了15 mm深冲压成形分析。
计算结果表明:
1. 毛坯在冲头作用下逐渐发生弯曲和塑性变形,最终形成杯状结构;
2. 深冲压过程中,冲头圆角、模具圆角及杯壁过渡区域的应力较大,是最容易发生减薄和开裂的位置;
3. 毛坯最大应力约为370 MPa,最小应力约为54.99 MPa,说明毛坯不同区域的受力状态存在明显差异;
4. 深冲压属于材料、几何和接触三重非线性问题,材料塑性参数、接触摩擦和网格尺寸都会明显影响计算结果;
5.
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