空洞敏感型超塑材料充模胀形的有限元模拟

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本文采用大变形刚粘塑性有限元模拟,研究了空洞敏感型超塑材料的充模胀形过程,模具为轴对称任意倾角锥形模。采用轴对称薄膜环单元,由修正的Lagrange法建立包含摩擦项的泛函并在此基础上形成有限元列式。通过对基体厚度耦合迭代和由修正的Gurson方程导出的空洞长大模型来计算空洞发展。文中分析了材料参数、模具几何形状参数等对充模过程和胀形件厚度分布不均性的影响。模拟结果与实验值吻合得较好。 In this paper, large deformation rigid-viscoplastic finite element simulation is used to study the process of filling and bulging of cavity-sensitive superplastic material. The die is an axisymmetric pyramid with arbitrary inclination. Using the axisymmetric membrane ring element, the modified Lagrange method is used to establish the functional including the friction term and form the finite element formulation. Void development is calculated by iterative matrix thickness coupling and the cavity growth model derived from the modified Gurson’s equation. In this paper, the effects of material parameters, die geometrical parameters on the filling process and the unevenness of the thickness distribution of bulging parts are analyzed. The simulation results are in good agreement with the experimental data.
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