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板材成形是现代的工业生产中一项重要的制造技术,由于板材成形精度高、工艺过程简单易控、容易实现数字自动化等优点而被广泛地应用在汽车、建筑、医疗、航空航天等领域。随着社会生活水平的日益提高,人们对生活的要求标准也在迅速地增长,从而要求现代化的板材成形必须更加的简单易行,争取一机多用的基础上提高生产效率,降低废品率。冲压成形作为传统的板材成形技术一直被沿用至今,随着人们对成形件要求的不断提高,要求的冲压深度越来越大,由于传统的刚性压边工艺的局限性,无法充分的考虑目标成形件的成形特点,致使在冲压过程中板料流动不均,易出现局部增厚起皱、局部拉伸破裂等缺陷,所以急需要一种全新的压边工艺的诞生。变间隙压边工艺是在已有的传统的压边工艺的基础上结合了多点成型的思想以及随形变压边力的思想的一种全新的板材冲压压边工艺。用离散压边块来代替传统的刚性压边装置,可以根据目标件的形状来自由的组装压边块来配合不同的冲压模具使用,从而实现盒形件的深拉伸、汽车翼子板、发动机外板、汽车油底壳等复杂形状的成形。并且在成形过程中不仅有效的抑制了变形区的起皱、破裂等缺陷而且有效的控制了法兰变的褶皱,降低了实验生产成本,缩短了设备调试周期,减小了资金人力的消耗,提高了材料的利用率。具有广阔的推广应用前景。本文主要研究内容和结论:1盒形件变间隙压边冲压成形的力学分析盒形件一直是板材冲压成形工艺研究中的典型的范例,通过对盒形件的几何分析从而划分出不同的成形区域,并对各个区域在变形过程中的应力应变的状态进行理论分析。着重分析了凸缘(法兰边)在成形过程中的受力分布,由此提出不同位置的压边间隙的调整。对盒形件变间隙压边成形结果所产生的主要成形缺陷进行分析对比。2变间隙压边的有限元理论分析和数字模型建立在金属板材成形理论的基础上,讨论了有限元计算分析过程中的动力显式计算理论、材料的弹塑性本构模型以及相关的方程推导、时间积分和时间步长的控制、虚功原理的相关的知识。在此基础上通过有限元数字模拟软件建立数字模型,并对模型中涉及到的单元选择、边界条件处理、接触和摩擦的定义做相关的处理。3变间隙压边工艺数值模拟研究通过有限元数字模型系统的分析探讨变间隙压边工艺,通过轴对称回转件验证离散压边可以实现刚性压边的作用,通过矩形盒离散压边过程的研究验证变间隙压边在冲压深度增大时的优势,对比刚性压边和变间隙压边的成形结果,系统的分析成形结果的厚度分布以及起皱、回弹等缺陷。4不同工艺参数对成形结果的影响通过改变板材切角的尺寸和形状探讨板材形状对成形结果的影响、研究不同材质的板料对成形结果的影响、不同的摩擦系数对成形结果的影响、不同的冲压速度对成形结果的影响。5变间隙压边在复杂件成形中的应用分别对汽车翼子板、油底壳、发动机外板等零部件以及非规则的冲压件进行变间隙压边冲压模拟。进一步拓宽变间隙压边的应用研究范围,更加有力的证明了该项工艺具有广阔的推广意义。