基于ANSYS LS-DYNA的钢板成形性分析.ppt

基于ANSYS/LS-DYNA的钢板成形性分析 2013年11月20日 目　　录 １.研究背景 超深冲钢板是在传统的热轧、冷轧、退火和平整的工艺中，加入织构预处理，即在热轧后进行压下率为40~90%的冷变形和退火，经以上处理后，使钢板得到强的有利织构和弱的不利织构，从而获得较高的成性能，广泛应用于汽车覆盖件制造。 借助ANSYS/LS-DYNA等非线性有限元分析软件，对板料成形性能仿真，探讨成形件拉深的变形特点将有助于指导生产、缩短产品生产周期，提高成形件的产品质量。 ２.计算模型与方法 的本构关系 双线性随动强化模型 冯·米塞斯屈服准则 薄壳单元模型 SHELL163 算法Belytschko-wong改进模型 有限元分析中的接触问题 罚函数：ANSYS/LS-DYNA缺省接触算法 动态显示算法 ２.计算模型与方法 计算参数及单位 板料为某汽车厂提供的超深冲钢板，型号XXX，通过单向拉伸实验，测得其应力应变曲线如右图，处理得到板料相关参数如下表所示：  PART NUMBER 密度 Kg/m3 弹性模量 Pa 泊松比 屈服应力 Pa 抗拉强度 切线模量 Pa n值 K值 r值 1.凹模 7.89e3 209e9 0.269 2.板料 7.85e3 202e9 0.280 247e6 390e6 638e6 0.212 669.9 1.752 3.压边圈 7.89e3 209e9 0.269 4.凸模 7.89e3 209e9 0.269 筒形件冲压模型图 ２.计算模型与方法 4.凸模 3.压边圈 2.板料 1.凹模 ２.计算模型与方法 界面过滤、定义单元类型、实常数、材料模型、单元控制 ２.计算模型与方法 自底向上建立模型——凹模 自底向上建立模型——板料、压边圈、凸模 ２.计算模型与方法 生成部件、定义接触、施加约束 ２.计算模型与方法 施加载荷  ２.计算模型与方法 POINT CTIME(s) DISP(m) FORC(N) 1 0.000 0.009 -100000 2 0.004 0.003 -100000 3 0.008 -0.003 -100000 4 0.012 -0.009 -100000 5 0.016 -0.015 -100000 6 0.020 -0.021 -100000 7 0.024 -0.027 -100000 8 0.028 -0.033 -100000 9 0.032 -0.039 -100000 10 0.036 -0.045 -100000 11 0.040 -0.051 -100000 12 0.044 -0.057 -100000 13 0.048 -0.063 -100000 14 0.052 -0.069 -100000 15 0.056 -0.075 -100000 施加载荷、提交计算 ２.计算模型与方法 冲压成形效果图 3.结果分析与讨论 3.结果分析与讨论 通过K文件调整成形参数 序号 板厚（mm） *SECTION_SHELL 动摩擦系数 *CONTACT_ 静摩擦系数 *CONTACT_ 压边力（N） *DEFINE_CURVE 计算时间（s） *CONTROL_TERMINATION 1 1 0.09 0.01 100000 0.055 2 1.2 0.09 0.01 100000 0.055 3 1 0.12 0.15 100000 0.055 4 1 0.09 0.01 150000 0.055 3.结果分析与讨论 FLD 成形极限图 1 2 4 3 3.结果分析与讨论 减薄率分析 1 2 4 3 3.结果分析与讨论 第一主应变 1 2 4 3 3.结果分析与讨论 ELEMENT 1181厚度、第一主应变、第二主应变曲线 ■ ELEMENT1181 4.结论 在ANSYS/LS-DYNA环境下，对1mm厚度的XXX钢板进行成形性模拟，得到了动摩擦系数0.1、静摩擦系数0.09、压边力100KN条件下，筒形件冲压的成形极限图、减薄率以及第一、第二主应变云图。 在上述其他条件不变的情况下下，增大成形板料厚度、增大压边力或增大各成形面之间的粗糙度都将降低板料的成形能力。