文档介绍：摘要板料成形作为一种重要的金属塑性成形方法,广泛应用于汽车、航空、家电等工业领域,其中弯曲是板料加工的重要成形工序之一。弯曲回弹是板料在弯曲成形外力卸载后产生的不可避免的普遍现象。回弹量的大小直接影响到拉延件的几何精度和其后的装配性能等。冲压成形过程是一个包含多种复杂物理现象的工艺过程,包括接触碰撞现象、磨损现象、大位移、大转动和大变形现象及弹塑性变形现象等。由于影响回弹的因素很多,在理论上准确计算回弹值比较困难。因此对板料成形回弹进行仿真预测,优化成形工艺,提高冲压件的产品质量及生产效率具有重大意义。本文主要包括以下研究工作。評形件弯曲回弹为研究对象,分析了不同弯曲变形阶段的变形机理与特点以及影响回弹的主要因素;利用叨訳形件弯曲成形进行数值模拟,分析了形件弯曲回弹的有限元模拟的参数设置等相关问题。τ谜皇匝榉ǎ曰氐俏F兰壑副辏诓牧喜问欢ǖ奶跫拢ü皇值试验,得出渭诓煌贡吡Α⒛Σ料凳⑼拱寄<湎都霸步前刖兜仁匝樘跫碌回弹结果,据此分析了不同工艺参数对回弹角的影响,并对成形工艺方案进行了初步优τ蒙窬缂际酰菇薝形件回弹预测的神经网络模型,建立了多冲压工艺参数与冲压回弹量的非线性映射关系,通过对网络性能的测试,验证了网络的可行性,为参数优化做准备。τ靡先河呕惴ǎ谏窬缃⒌某尚喂ひ詹问牖氐墓叵抵兴阉饔化配置方案。利用神经网络建立成形工艺参数与回弹量的关系,再利用优化方法寻找优化解的方法可以明显缩短优化工艺参数的时间。本文综合应用板料成形数值模拟技术、正交试验方法、神经网络技术及优化算法等技术,实现板料弯曲成形回弹的模拟、分析及成形工艺的优化。关键词:板料成形回弹数值模拟神经网络工艺参数优化蚁群优化化。
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第一章绪论板料成形技术概述国内外板料成形回弹研究现状综述板料成形作为一种重要的金属塑性成形方法,广泛应用于汽车、航空、家电、包装等工业领域。随着工业对冲压件需求的不断增长,板材成形技术在世界各国,特别是工业发达国家得到高度重视。在汽车制造业中,回弹是冷冲压成形过程中不可避免的物理现象,影响零件的最终形状。回弹量的大小直接影响拉延件的几何精度,回弹问题是成板料成形过程是一个包含多种复杂物理现象的工艺过程,其包含了几大重要物理现象:接触碰撞现象、摩擦磨损现象、大位移、大转动和大变形现象、弹塑性变形现象。由于这些物理现象对冲压成形的全过程起着决定性的影响,使它的设计和控制变得非常困难,这就是薄板冲压成形过程常常产生许多缺陷而又难以纠正的原因。冲压成形过程中常见的三大缺陷是起皱、拉裂和回弹⋯。由于冲压件在成形过程中不但存在塑性变形,还存在弹性变形,卸载后由于弹性变形的恢复,即产生回弹现象。回弹问题的存在造成零件的形状及尺寸与模具工作表面不符,直接影响着冲压件品质,包括表面品质和装配性能等。在冲压件的后续装配工艺中,由于相邻零件的回弹不一致,给装配带来困难,影响装配效率,并可能造成过大的装配残余应力,从而影响焊装件的使用可靠性口,。要使零件的形状及尺寸达到设计要求,就必须使冲压模具工作部分的形状和尺寸与零件要求的尺寸和形状产生一定的偏离,这个偏离程度就取决于回弹量的大小及分布情况。因此通过精确的计算给定冲压件的回弹量大小及分布就显得尤为重要。弹性回弹是影响弯曲工艺质量的最常见因素之一,也是弯曲工艺中的技术难点之一。由于在弯曲件的内外层从拉应力过渡到压应力的弹性段的存在,工件在卸载后外层纤维因弹性恢复而缩短,内层纤维因弹性恢复而伸长,结果使工件曲率和角度发生显著变化,即发生了弹性回弹或弹复,使工件弯曲精度下降。回弹问题的存在将增加试、修模和校形工作量,故在生产中迫切需要对此采取行之有效的措施。关于弯曲回弹分析与工程控制的研究,国内外许多学者已作了大量的工作并取得了不少成果∞F溲芯糠较虼笾驴煞治H龇矫妫阂皇抢砺垩芯浚饕J歉菟苄岳砺鄱缘型的成形工艺或零件建立经过适当简化的力学模型,用解析方法或数值方法获得解答,以研究和揭示成形过程中回弹现象的本质;二是实验法;三是有限元数值模拟。形中的主要问题之一。
部分在成形过程中经历了复杂的弯曲一拉深过程,基于板料均匀变形和平面应变条件,采用各向同性一随动硬化模式,分析了面内约束力、材料和工艺参数对回弹的影响,馕龇回弹研究的早期工作主要局限于基于解析法对简单零件纯弯曲或拉弯成形的回弹进行分析,通过理论研究建立了一些描述和预测零件回弹的数学模型。年,.研究了反复纯弯曲的包兴格效应对薄板成形性的影响,分析了冲压过程中由薄板变形,年,,甈叩岢隽恕职虢馕龇ǎ糜谠げ馄矫嬗Ρ涮跫卤“宄尚蔚幕弹问题。对每一变形增量步,用解析法将弯曲、反弯曲叠加到由膜单元有限元法计算得到的应变上,通过对每个单元边界上的力或弯矩进行卸载来计算回弹,指