板料成形是金属加工的一种重要方法,被广泛应用于航空、航天、汽车等工业领域。随着计算机技术的发展,在计算机虚拟环境下分析板料成形的有限元技术已获得越来越广泛的应用。相对于增量有限元法模拟成形全过程而言,只考虑初始和最终状态的反向有限元法能快速计算出毛坯形状,并对板料成形性进行分析,因此日益得到广泛重视。 本文对板料成形的反向有限元法进行了深入系统的研究。基于理想形变理论,采用三角形膜单元,分析了单元变形关系,建立了以初始构形上的节点坐标为基本未知量的反向有限元模型。在建立这一模型时,充分考虑材料各向异性对模拟精度的影响,采用各向异性屈服准则——Hill48屈服准则来建立应力应变关系,并将压边对板料成形性的影响也引入到分析模型中。通过对上述有限元模型求解,可快速得到零件毛坯的合理形状,并对板金零件成形性进行分析。 所建立的有限元模型通过前置处理、工程分析、后置处理三个部分来实现。其中,前置处理部分采用成熟的CAD软件——UG,并基于UG/Open API技术来建立零件的模型、划分零件网格,求解毛坯初始解。本文选择筒形件拉深成形对所建立系统进行了测试,得到了满意结果。