回弹现象是冷冲压成型过程中不可避免的物理现象。回弹问题的存在造成零件的形状及尺寸与设计要求不符,直接影响冲压件的品质,包括外观质量、装配性能和使用可靠性等。如何准确的预测回弹后零件的形状、设计出准确的型面以补偿回弹,在目前还是模具工业中的实际难题。采用数值方法准确的预测零件的回弹量对最终解决回弹问题至关重要。有限元方法是一种广泛应用于冲压成型仿真的数值方法,该方法已经被证实可用于回弹仿真计算,但由于回弹计算结果受到很多因素的影响,目前有限元方法对回弹预测精度还不理想,回弹问题有待进一步的研究。 本文针对影响回弹预测精度的三个主要因素:仿真模型中的单元尺寸、材料参数和等效拉延筋模型,开展了薄板冲压回弹仿真计算及其应用技术的研究,研究的目的在于提高回弹预测的精度。主要研究工作如下: (1) 研究了翻边回弹仿真中板料过模具圆角时的单元尺寸问题,证实了在翻边仿真中板料过模具圆角时采用较小的单元尺寸是取得合理的回弹预测结果的必要条件之一。通常认为板料过模具圆角时采用的单元数目在模具圆角大的情况下可以采用较大的单元尺寸,本文研究中发现该观点并不能应用于翻边回弹仿真。本文建立了凹模圆角半径不同的三个翻边试验的仿真模型,比较了在模型中采用不同单元尺寸时的回弹仿真与试验结果。研究表明,不论模具圆角半径大小,板料在过圆角的部分采用较小的单元尺寸时,回弹的预测结果才能够与试验结果较为一致。 (2) 研究了在U型冲压仿真中单元尺寸对回弹的影响机理,解释了令许多研究者困惑的回弹预测结果偏小问题。本文进行了U型冲压的试验,并把U型冲压仿真分为成型中期与成型术期两个阶段,分别研究了两个阶段中单元尺寸对回弹的影响机理。研究表明,在成型仿真过程中期,板料弯曲部分出现“应力松弛”现象,即板料中的应力逐渐下降。在不同单元尺寸下,“应力松弛”程度不同,导致了板料在回弹计算前的应力不同,最后导致了在回弹仿真中预测结果不同。在这种情况下,单元尺寸越大,“应力松弛”越严重,回弹预测结果越小。在成型仿真过程术期,由于板料和模具之间的间隙小,板料和模具之间不可避免的发生“穿透现象”,这种“穿透现象”导致的接触力对回弹值所起的效果与有底凹模弯曲中的“校正力”所起的效果相同。有底凹模弯曲中的“校正力”大小不同,零件的回弹量就有较大差异。仿真中不同单元尺寸下该“校正力”大小不同,导致了回