根据Abaqus的冲压模具仿真.docx
《根据Abaqus的冲压模具仿真.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《根据Abaqus的冲压模具仿真.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
根据Abaqus的冲压模具仿真
板件冲压成型分析
、背景描述
当前，制造行业加工工艺的趋势正朝着高新技术的方向发展。
由于新产品、新技术的开发成本太高、开发时间过长，加上开发成果没有保障，越来越多的公司在研发、制造过程中开始注重仿真技术的应用。
采用ABAQUS对加工工艺进行模拟有着诸多优点：
1•数值模拟减少了耗时的原型实验，缩短了产品投放市场的时间；
2.合理的参数设计可以降低对工件的损耗；
3•合理的坯料设计，减少了飞边，也减少原材料的浪费；
4•对模具的设计、加工提供合理建议；
5•优化加工过程，提高产品成型质量；
采用ABAQUS进行仿真模拟的目的：
1.节约开发成本
2•加快研发速度
3•提高产品质量
、问题描述
1、本实例是关于板件的冲压成型仿真模拟，图1为拉延模具三维实体，图
2为模具上模的刚性实体，图3为模具下模的刚性实体，图4为模具压边圈的刚性实体，图5为毛坯的初始形状，其中定义上模、压边圈、下模为离散刚性的,即在模拟过程中假设这几个部件不发生变形，只有毛坯件发生变形，完成冲压,在分析过程中定义毛坯为可变性的。
图1拉延模三维模型
图2模具上模刚性实体
图3模具下模刚性实体
图4压边圈刚性实体
图5毛坯初始形状
2、将上述模具四部分进行装配，其中上模在最上端，下模在最下端，压边圈
在下模上，毛坯在压边圈下方下模上放着，在模具冲压的过程中，下模固定不动,
由上模向下运动来实现板料的冲压成型，压边圈在上模下压之前已将将板料压
紧，防止板料在拉伸的过程毛坯串动，和提高拉伸后型面质量。
拉着板料的边缘,使拉伸时板料不易起皱。
下图6模具为在abaqus中的装配体。
图6模具装配体
3、定义毛坯的材料属性，进入属性模块，定义新材料名称为steel，该材料
的密度为7.85E-9，杨氏模量为210000，泊松比为0.31，定义塑性属性为图7
所示，
图7材料的属性定义
4、创建截面类型别壳，类型为均质的截面，同时将截面特性赋予给毛坯。
定义
如下图8所示:
图8赋予板料单元属性
5、定义求解时的分析步，总共定义3个分析步，第一个分析步为压边圈向下移动10mm，使压边圈和毛坯接触。
第二个分析步为压边圈向下移动1.0*E-01mm，使压边圈能够紧紧的压着毛坯，在冲压的过程中能拉紧毛坯，使毛坯不易起皱。
第三个分析步为上模冲头向下移动50mm，完成冲压过程。
如图9所示:
图9定义三个分析步
分析步定义的类型为动力、显式的，时间长度为0.001，几何非线性打开。
如图10所示:
图10分析步时间长度定义
fric，
6、进入相互作用管理器，创建摩擦的相互作用属性，定义接触属性名称为
选择力学-切向行-摩擦公式，选择罚，定义摩擦系数为0.1，如图11
图11定义接触属性
7、定义相互作用，分别定义三个接触，第一个是上模和毛坯下表面的接触作用，第二个是下模和毛坯下表面的接触作用，第三个是压边圈上表面和毛坯下表面的接触作用。
着三个相互作用在拉伸过程中真实的模拟毛坯沿切向的摩擦滑动。
如
图12所示:
图12创建接触部分的相互作用
8、进入约束管理器，创建上模、下模、压边圈的约束，使上模、下模、压边圈在仿真的过程中以刚体的形式进行仿真，即不发生弹性形变，且定义参考点，参考点为之前定义的参考点。
过程如图13所示:
图13创建刚形体参考点约束
8、戈扮网格，由于定义的是离散刚体，所以需要对离散刚体进行网格划分，同时毛坯件也需要网格划分，离散刚体和毛坯的网格尽量小一些，这样可以更准确的模拟真实的变形情况。
对上述部件进行网格划分后，应当对网格的单元类型进行定义，该实例中，定义毛坯的单元类型为显式、壳单元S4R，离散刚形体的单
元类型为显式、离散刚性单元R3D4。
毛坯和离散刚形体的选择情况分别如图
14和15所示:
图14网格的划分情况
图15选择单元类型
9、定义边界条件，为之前创建的分析步创建边界条件，分别创建下模的完全固定边界条件、上模的沿丫轴下移的边界条件、压边圈下移的边界条件、毛坯沿X
轴固定的边界条件。
创建的边界条件应和分析步相一致。
如图16所示:
图16定义运动的边界条件
10、创建作业，进行求解。
图17为板件冲压过程中金属板中Mises应力分布云图
图17冲压过程应力分布云图
图18为冲压结束金属板中Mises应力分布云图
图18板件成型应力分布云图
从应力分布云图中可以看出，板件在拉伸过程中两个圆弧处发生了很大的塑
性变形，由此可能造成的结果是板件的拉裂和变薄，对板件的最终质量产生不利影响。
板件中间部位在拉伸的过程中产生了收缩，中间部位在成型后板件厚度方向上变形量不是很大，板件两端没有产生大的收缩，板件的凸处是靠塑性变形产生的。
在拉伸开始前，给予压边圈一个向下的位移，使压边圈压紧板料，之后拉伸时压边圈靠摩擦力拉紧板料，使成型过程中不易起皱。
图19为拉伸过程中整个模型的动能历史曲线。
图19成型分析动能历史
数据如下图20:
翻nJtmp1
K
¥・
5
2jD142iE-l»5
■spj
ZlCiS74E-O0E
C
2.50S73E-QO5
ZQ15S4E-Q0E
7
:
J0GS38F-0O5
L93491E-OOB
8
3.5J352E-CMB
La^5&4E-WB
”
4-00731E-O&5
L74-254E-OOB
10
J-5O1J1E-W5
1.7pS9€-We
U
5J01U7E-0OT
1&44&E-WB
u
5.5O5Q-IE-W5
L55519EWB
Ul
6JJ1479C-DO5
L4745Bf-[IQB
K
6.50am-005
15
ZOO曲賛
143?
2E^00B
1«
Z511P9€^CXXi
L3B576E-00B
17
8.W57E005
L34574E-00B
辽
B.515J2E005
L35mEOOB
19
9-DO9€=IW5
L2S«12E-Q0B存
图20能量数据
圆弧节点处的最大、最小应力为下图21所示:
■1：
^■»!
lhibj
畔・旳a^l*1H：
^CHIrJI-LU1IFJ
数据如下:
升级会员 