家電產品在整個製造業領域占有舉足輕重的地位。在家電產品的設計、製造上，除了製冷、電器控製係統上的難點之外，複雜衝壓件的成形也是家電產品製造中的難點之一。冰箱豎梁等零件都是“U形件”結構件，其彎曲成形過程中的回彈量控製，將直接影響到家電產品開發的成敗。
      對於“U形件”來說，回彈包含兩方麵的容：角部角度的回彈和側壁卷曲。角度回彈是指板料經過彎曲，零件中的彈性變形釋放導致的最終彎曲角度的變化。而側壁卷曲則是毛坯料在拉力的作用下，經過凹模圓角，彎曲、展開變形的結果。由於殘餘應力的釋放，導致相應區域的卷曲。
      形狀複雜的衝壓零件，由於衝壓時材料流動極其複雜，利用板料衝壓的有限元數值模擬技術，確定合理的毛坯外形尺寸和優化各種模具結構參數，對提高產品質量、降低製造成本和縮短開發周期有著重要的作用。
      DYNAFORM-PC軟件是美國ETA公司與LSTC公司合作推出針對板料成形數值模擬的專業化有限元分析軟件，能提供豐富高效的單元類型，能模擬彎曲、翻邊、拉伸、成形、壓筋和擴(縮)口等絕大部分成形工藝以及多工序衝壓成形，能確定衝壓件的最大應力(變)部位、輸出厚向應變圖、VonMises等效應力分布圖和具有真實感的成形過程動畫。目前DY-NAFORM己在世界各大汽車、航空、鋼鐵公司以及眾多的大學和科研單位得到了廣泛的應用。下麵以家電產品上常用的碳素結構鋼Q215A為例，試樣尺寸為100mm×30mm×0.2mm，采用DY-NAFORM-PC軟件對“U形件”彎曲回彈進行模擬。
      該試樣“U形件”彎曲模擬過程及分析如下：(1)有限元數值模型圖為二維對稱有限元數值模型，圖給出了零件的主要幾何參數。零件處於平麵應變狀態。有限元網格如圖所示，采用雙線性四邊形單元。
      經過網格劃分，坯料展開，毛坯網格設定，模型檢查，確定凸模、毛坯、凹模、壓料板的相對位置等步驟，得到凸模位移曲線。
      後處理結果中提供了零件的成形信息，如零件的變形情況、主應力分布、副應力分布、平麵應變向量等。
      圖顯示，加載過程分為3個階段：彈塑性變形階段、塑性變形階段和零件被壓緊階段。圖為零件溫度分布圖。
      圖表示了中間過程和加載終了時零件的溫度分布情況。高溫區表明零件經曆了大的塑性變形。盡管模具與零件相互接觸，但由於板料厚度較小，故溫度在零件厚度方向上的變化可以忽略不計。
      圖表示加載過程中零件的有效應變分布情況。與溫度分布情況不同的是，可以看到：在板料厚度方向上，有效應變有較大的變化。不論板料厚度大小，這是彎曲零件應變分布的主要特征。在凸模圓角附近，零件內部有相對較大的應變值，(1)凹模圓角半徑。凹模圓角半徑對回彈的影響程度較小；(2)凸、凹模間隙與“U形”零件的負回彈幾乎呈線性關係，間隙值越大，回彈值越大；(3)壓邊力對“U形件”彎曲回彈的影響。壓邊力較小時，回彈隨著壓邊力的增大而增加；相反，壓邊力較大時，回彈隨著壓邊力的增大而減小。對應於回彈的最大值，存在某一壓邊力值。同時，還可以找到一壓邊力數值，使得回彈基本消失。(4)摩擦因數對“U形件”彎曲回彈的影響。隨著摩擦因數的增加，零件的負回彈有一定程度的減小。但當μ大於某一數值時，回彈均為正值。這種趨勢說明，采用合適的潤滑劑，可以減小回彈值。
      文中的研究確定影響“U形件”回彈的諸多因素，提出了一些減小回彈的方法。將研究結果用於衝壓生產的工程實踐，進行生產的過程控製和零件質量控製，為模具製造和衝壓生產從業人員提供有益的參考。

                                                                                專業從事機械產品設計│有限元分析│CAE分析│結構優化│技術服務與解決k8 kaifa
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