钢格板剪床剪切过程有限元仿真研究.pdfVIP

2015年 1月 机床与液压 Jan．2015 第43卷 第2期 MACHINETOOL HYDRAULICS Vo1．43No．2 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．02．012 钢格板剪床剪切过程有限元仿真研究 施昱 ．孟宾宾 (常州大学，江苏常州213016) 摘要：钢格板剪切过程是一个复杂的弹塑性大变形过程，其主要特点是变形区域非常小 、变形力集中，同时还涉及断 裂问题。为了更好地研究钢格板剪切机制 ，运用大型有限元软件ANSYs／Ls—DYNA对剪切过程进行仿真 ，得到剪切过程中 变形区的应力应变分布规律和力能参数 ，并与实验数据和经验公式得到的结果进行 比较，证明了有限元模拟的可靠性 ，为 优化剪切参数、提高剪切质量和刀具寿命提供合理依据。 关键词：钢格板剪切；数值模拟 ；断裂 中图分类号：TG385．3 文献标志码 ：A 文章编号：1001-3881(2015)2—033—5 FiniteElementSimulationonShearingProcessforSteelGratingsShearingM achine SHIYu。MENGBinbin (ChangzhouUniversity，ChangzhouJiangsu213016，China) Abstract：Steelgratingshearingprocessisacomplexplasticlargedeformationprocess，itsmainfeaturesaredeformationzoneis verysmall，deformationstressisconcentratedandfractureisinvolved．Inordertostudythemechanism ofsteelgratingshearingbetter， finiteelementsoftwareANSYS／LS_。DYNAwasusedtosimulatetheshearprocessandthestress—。straindistributionandforcepraame— tersofshera deformation zoneweregotten．Throughthecompraebetweensimulation resultsandexperimentalnadempiricalfomr ula computeddata，thereliabilityofthefiniteelementsimulationwasproved．Itprovidesareasonablebasisforoptimizingshearparame— ters，improvingshearqualityandtoollife． Keywords：Steelrgatingshearing；Numericalsimulation；Fracture 钢格板剪床采用横向剪切错断的原理 ．在机床床 1 有限元分析的理论基础 台的梯形槽内安装有二排组合刀片．一排为固定刀 就金属塑性成形而言，有限元法大致分为两类 ， 具，另一排为活动刀具，由液压推杆推动装在梯形槽 即弹塑性有限元法和刚塑性有限元法 [3]。弹塑性理论 的活动刀具将夹持在组合刀具 中的钢格板扁钢剪断。 是有限元分析的基础，弹性区采用胡克定律。塑性区 整个过程包括刀具弹性压入、扁钢塑性变形、扁钢出 采用Prandte—Reuss方程和 Mises屈服准则。对于金 现裂纹、裂纹扩展直至最终失稳断裂等几个阶段 ，是 属剪切这种大塑性变形，采用增量法分析，根据应力 一 个复杂的弹塑性大变形过程。整个剪切过程中，最 应变之间的增量关系建立起来的增量理论可以真实地 大剪切力出现在塑性变形阶段，因而研究剪切过程中