根據(jù)Abaqus的沖壓模具仿真

1、板件沖壓成型分析、背景描述當前，制造行業(yè)加工工藝的趨勢正朝著高新技術(shù)的方向發(fā)展。 由于新產(chǎn)品、 新技術(shù)的開發(fā)成本太高、開發(fā)時間過長，加上開發(fā)成果沒有保障，越來越多的公 司在研發(fā)、制造過程中開始注重仿真技術(shù)的應(yīng)用。采用 ABAQUS對加工工藝進 行模擬有著諸多優(yōu)點：1數(shù)值模擬減少了耗時的原型實驗，縮短了產(chǎn)品投放市場的時間；2. 合理的參數(shù)設(shè)計可以降低對工件的損耗；3合理的坯料設(shè)計，減少了飛邊，也減少原材料的浪費；4對模具的設(shè)計、加工提供合理建議；5優(yōu)化加工過程，提高產(chǎn)品成型質(zhì)量；采用ABAQUS進行仿真模擬的目的：1.節(jié)約開發(fā)成本2加快研發(fā)速度3提高產(chǎn)品質(zhì)量、問題描述1、本實例是關(guān)于板件的沖壓成

2、型仿真模擬，圖1為拉延模具三維實體，圖2為模具上模的剛性實體，圖3為模具下模的剛性實體，圖4為模具壓邊圈的剛 性實體，圖5為毛坯的初始形狀，其中定義上模、壓邊圈、下模為離散剛性的, 即在模擬過程中假設(shè)這幾個部件不發(fā)生變形，只有毛坯件發(fā)生變形，完成沖壓, 在分析過程中定義毛坯為可變性的。圖1拉延模三維模型圖2模具上模剛性實體圖3模具下模剛性實體圖4壓邊圈剛性實體圖5毛坯初始形狀2、將上述模具四部分進行裝配，其中上模在最上端，下模在最下端，壓邊圈在下模上，毛坯在壓邊圈下方下模上放著，在模具沖壓的過程中，下模固定不動,3910.295由上模向下運動來實現(xiàn)板料的沖壓成型，壓邊圈在上模下壓之前已將將板料

3、壓緊，防止板料在拉伸的過程毛坯串動，和提高拉伸后型面質(zhì)量。拉著板料的邊緣, 使拉伸時板料不易起皺。下圖6模具為在abaqus中的裝配體。圖6模具裝配體3、定義毛坯的材料屬性，進入屬性模塊，定義新材料名稱為steel，該材料的密度為7.85E-9，楊氏模量為210000，泊松比為0.31，定義塑性屬性為圖7所示，True stressLogplastic910.01310.15910-21710.64910-22110.17710-12510.39510-12910.77610-1(MPa)strai n圖7材料的屬性定義4、創(chuàng)建截面類型別殼，類型為均質(zhì)的截面，同時將截面特性賦予給毛坯。定義如下

4、圖8所示:圖8賦予板料單元屬性5、定義求解時的分析步，總共定義 3個分析步，第一個分析步為壓邊圈向下移 動10mm，使壓邊圈和毛坯接觸。第二個分析步為壓邊圈向下移動 1.0*E-01mm，使壓邊圈能夠緊緊的壓著毛坯，在沖壓的過程中能拉緊毛坯，使 毛坯不易起皺。第三個分析步為上模沖頭向下移動50mm，完成沖壓過程。如 圖9所示:圖9定義三個分析步分析步定義的類型為動力、顯式的，時間長度為0.001，幾何非線性打開。如圖10所示:窖修 ydbianqudn 1J涪；畝扛顯三圖10分析步時間長度定義fric，6、進入相互作用管理器，創(chuàng)建摩擦的相互作用屬性，定義接觸屬性名稱為選擇力學(xué)-切向行-摩擦公式

5、，選擇罰，定義摩擦系數(shù)為 0.1，如圖11圖11定義接觸屬性7、定義相互作用，分別定義三個接觸，第一個是上模和毛坯下表面的接觸作用， 第二個是下模和毛坯下表面的接觸作用，第三個是壓邊圈上表面和毛坯下表面的 接觸作用。著三個相互作用在拉伸過程中真實的模擬毛坯沿切向的摩擦滑動。如圖12所示:圖12創(chuàng)建接觸部分的相互作用8、進入約束管理器，創(chuàng)建上模、下模、壓邊圈的約束，使上模、下模、壓邊圈 在仿真的過程中以剛體的形式進行仿真， 即不發(fā)生彈性形變，且定義參考點，參 考點為之前定義的參考點。過程如圖 13所示:圖13創(chuàng)建剛形體參考點約束8、戈扮網(wǎng)格，由于定義的是離散剛體，所以需要對離散剛體進行網(wǎng)格劃分，

6、同 時毛坯件也需要網(wǎng)格劃分，離散剛體和毛坯的網(wǎng)格盡量小一些，這樣可以更準確 的模擬真實的變形情況。對上述部件進行網(wǎng)格劃分后，應(yīng)當對網(wǎng)格的單元類型進 行定義，該實例中，定義毛坯的單元類型為顯式、殼單元 S4R，離散剛形體的單元類型為顯式、離散剛性單元R3D4。毛坯和離散剛形體的選擇情況分別如圖14和15所示:I:ln二圖14網(wǎng)格的劃分情況圖15選擇單元類型9、定義邊界條件，為之前創(chuàng)建的分析步創(chuàng)建邊界條件，分別創(chuàng)建下模的完全固 定邊界條件、上模的沿丫軸下移的邊界條件、壓邊圈下移的邊界條件、毛坯沿X軸固定的邊界條件。創(chuàng)建的邊界條件應(yīng)和分析步相一致。如圖16所示:圖16定義運動的邊界條件10、創(chuàng)建作業(yè)

7、，進行求解。圖17為板件沖壓過程中金屬板中 Mises應(yīng)力分布云圖圖17沖壓過程應(yīng)力分布云圖圖18為沖壓結(jié)束金屬板中 Mises應(yīng)力分布云圖圖18板件成型應(yīng)力分布云圖從應(yīng)力分布云圖中可以看出，板件在拉伸過程中兩個圓弧處發(fā)生了很大的塑性變形，由此可能造成的結(jié)果是板件的拉裂和變薄， 對板件的最終質(zhì)量產(chǎn)生不利 影響。板件中間部位在拉伸的過程中產(chǎn)生了收縮， 中間部位在成型后板件厚度方 向上變形量不是很大，板件兩端沒有產(chǎn)生大的收縮，板件的凸處是靠塑性變形產(chǎn) 生的。在拉伸開始前，給予壓邊圈一個向下的位移，使壓邊圈壓緊板料，之后拉伸 時壓邊圈靠摩擦力拉緊板料，使成型過程中不易起皺。圖19為拉伸過程中整個模型

8、的動能歷史曲線。圖19成型分析動能歷史數(shù)據(jù)如下圖20 :翻n Jtmp 1K¥ 52jD142iE-l»5spjZlCiS74E-O0EC2.50S73E-QO5ZQ15S4E-Q0E7:J0GS38F-0O5L93491E-OOB83.5J352E-CMBLa5&4E-WB”4-007 31E-O&5L74-254E-OOB10J-5O1J1E-W51.7pS9-WeU5J01U7E-0OT1&44&E-WBu5.5O5Q-IE-W5L55519E WBUl6JJ1479C-DO5L4745Bf-IQBK6.50am-00515ZOO曲賛143?2E00B1«Z511P9CXXiL3B576E-00B178.W57E 005L34574E-00B