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轉(zhuǎn)發(fā)自：機(jī)床與液壓

作者：舒澤泉，史鵬飛，李宇翔，楊浩，郭首汛，陳煒

（江蘇大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江212013）

摘要：運用Dynaform軟件建立高強(qiáng)鋼板DP590的U形件有限元模型，進(jìn)行了恒定壓變力、恒定沖壓速度條件下的回彈預(yù)測，并通過相同條件下的實驗驗證了回彈預(yù)測的準(zhǔn)確性。

為實現(xiàn)高強(qiáng)鋼精密沖壓件回彈的智能控制，進(jìn)行了變沖壓速度和變壓邊力條件下的U形件的拉深試驗。

其試驗結(jié)果表明，采用變壓力技術(shù)比變沖壓速度技術(shù)更能有效地控制高強(qiáng)鋼精密沖壓件的回彈。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)鋼；回彈；預(yù)測；控制

中圖分類號：TG386· 3 + 2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1開1一3881（2017）17一117一3

Predication and Control Study Of Springback for Precision Stamping Part with High-strength Steel

SHU Zequan，SHI Pengfei，LI Yuxiang，YANG Hao，GUO Shouxun，CHEN Wei

〈School of Mechanical and Engineenng，Jiangsu University，Zhenjiang Jiangsu 212013，China）

Abstract：A finite element model（FEM）is established for predicting high strength steel DP590 springback Of I-I-shaped part under constant blank holder force and constant stamping speed with using Dynaform software. The expenments were carried out to validate the simulation predictions. In order to realize intelligent control Of high strength steel precision stamping part's springback，the Ushaped part drawmg expenments were carried out under variable blank holder force and variable stamping speed,川results Of expenments show that the springback is smaller when the experiments with effective control Of the variable blank holder force,

1、前言

先進(jìn)高強(qiáng)鋼板是實現(xiàn)汽車車身的輕量化和提高車身的碰撞安全性的主要材料之一過一2]。

針對先進(jìn)高強(qiáng)鋼板成形出現(xiàn)的成形性問題，采用有限元技術(shù)能夠比較精確地對起皺、拉裂以及回彈等成形問題進(jìn)行預(yù)測

并為先進(jìn)高強(qiáng)鋼的試驗研究和成形工藝研究提供 [ 3 5]mm><1. 4 mm,并采用帶9個積分點的BT.16殼體全積分自適應(yīng)網(wǎng)格

板料的初始網(wǎng)格尺寸為2 mmo選用 Mat-36號材料模型進(jìn)行高強(qiáng)鋼板DP590的回彈預(yù)測，其中主要的材料參數(shù)如表1所示。

并以U形件的側(cè)壁回彈量作為評價指標(biāo)，如圖2所示。

表1高強(qiáng)鋼DP590基本力學(xué)參數(shù)

1有限元模型的建立與研究方案設(shè)計

1. 1有限元模型的建立

文中建立的U形件及成形模具的幾何模型如圖1 所示，其中凸模與凹模的圓角半徑均為10mm，凸模與凹模間的單邊間隙值為6 mm,凸模的寬度尺寸為 120 mm 拉深高度為50 mmc板料尺寸為280 mmx30

圖1 U形件仿真有限元模型 圖2回彈角的定義

1.2、研究方案設(shè)計

通過板料成形仿真軟件一·DYNAFORM模擬不同壓邊力與沖壓速度下的板料成形過程，研究恒定壓邊力與沖壓速度對于高強(qiáng)度U形件回彈的影響。

通過實沖實驗，驗證有限元技術(shù)在進(jìn)行高強(qiáng)度U形件回彈量預(yù)測方面的可靠性。

模擬與實沖的工藝參數(shù)如表2所示。

表2模擬與實沖的壓邊力與沖壓速度參數(shù)

此外，通過變壓邊力和變沖壓速度狀態(tài)下的U 形件沖壓實驗，分析變沖壓工藝參數(shù)對回彈量的影響，從而建立高強(qiáng)度U形件回彈控制方法，并確定最小回彈量對應(yīng)壓邊力和沖壓速度曲線。

文中采用常用的線性函數(shù)形式、二次函數(shù)形式以及階梯函數(shù)形式的壓邊力加載曲線和3種不同變化范圍的二次函數(shù)形式的變沖壓速度曲線進(jìn)行高強(qiáng)鋼板U形件實沖試驗

圖3和圖4分別為3種隨沖壓行程變化的壓邊力加載曲線和3種隨沖壓行程變化的沖壓速度曲線。

2仿真與實驗結(jié)果分析

2· 1回彈預(yù)測的可靠性分析

曲線和3種隨沖壓行程變化的沖壓速度曲線。

分別記錄下模擬和實沖試驗中，對應(yīng)不同恒定工藝參數(shù)的U形件回彈量并進(jìn)行對比，見圖5和表3。

由表3可知，誤差平均值小于7％，波動較小，可知通過有限元模擬所得的回彈量與試驗值在較小的誤差范圍內(nèi)具有較好的吻合度。

因此驗證通過有限元技術(shù)進(jìn)行U形件回彈量預(yù)測的可靠性。

此外，通過分析不同工藝參數(shù)下的回彈量可知，在相同壓邊力情況下，隨著沖壓速度的升高，U形件回彈量基本不變；

在相同沖壓速度情況下，隨著壓邊力升高，U形件回彈量不斷減小且減小幅度增大。

U形件的回彈是由于成形結(jié)束后板料的彈性變形回復(fù)造成的，且主要影響部位為側(cè)壁和圓角區(qū)。

因此，影響U形件回彈量的主要因素為側(cè)壁和圓角區(qū)的總變形中彈性變形所占比，且制件彈性變形量取決于材料屈服強(qiáng)度而在常溫

較小應(yīng)變速率下材料的屈服強(qiáng)度基本不變，因此在常溫、相同拉深高度下決定 U形件回彈量的是不同壓邊力和沖壓速度下的U形件側(cè)壁和圓角處的總變形量。

因此，結(jié)合上述實驗結(jié)果可知，在壓邊力恒定下，常溫下較小的沖壓速度對 U形件側(cè)壁和圓角處的總變形量基本無影響，因此對于U形件的回彈基本無影響；

而當(dāng)沖壓速度恒定下改變壓邊力時，隨壓邊力增大，壓邊處的料流難以流進(jìn)凹模內(nèi)，從而使得U形件側(cè)壁和圓角處的板料充分變形，使得側(cè)壁和圓角處的總變形量增大，從而減小了回彈量。

綜上可知，在常溫下增大恒定壓邊力可減小U形件的回彈。

由表4可知，在相同變沖壓速度加載曲線下，次壓邊力曲線獲得最大的回彈量，而階梯壓邊力加載曲線下回彈量最??；

而在相同壓邊力加載曲線下，隨著沖壓速度變化區(qū)間的減小，U形件回彈量增大，即沖壓速度曲線下的回彈量最小而C3沖壓速度曲線下的回彈量最大。