高精度的金属钴通常采用电解的方法得到,为了保证电解槽中阴、阳极板的间距,对阴、阳极板的平直度要求较高,因此要对钴阴极薄板(厚度为0.8mm左右)进行矫板处理,由于金属钴的弹性大、脆性大,采用有色金属阴极薄板通常使用的辊式矫平机难以矫平,因此采用在其板面上冲压出加强筋的方法提高钴板的刚度和平整度,同时根据企业的需要,在钴板上冲压出产品标记。由于金属钴的特殊性,要保证冲压出一定的深度,又要保证板面的质量,有必要对金属钴薄板的冲压成型进行分析研究。 薄板成形过程的内在机制十分复杂,它包括几何非线性、材料非线性、接触非线性等强非线性问题。因此,薄板成形的计算机仿真分析涉及到多个学科。怎样建立包含各种因素的数学模型以及确定相应的边界条件和初始条件,如何选择合适的材料本构关系、屈服准则,并根据计算精度和设计要求,选择合适的模具体和坯料的单元类型和网格类型是解决本课题的关键。 本文根据大变形弹塑性有限元理论建立了弹塑性有限元系统,并详细描述了薄板成形的计算机模拟分析过程,深入研究了模拟过程的一些关键性技术:包括单元的选择、工艺参数的设置、网格的划分和修改、动画演示、成形极限图(FLD图)、工艺报表等。然后,分别通过单因素分析法和正交因素分析法,对其数据进行分析,并获取最佳的参数组合。最后,根据分析得到的最佳参数组合建立钴始极片的冲压成形模具结构图。 经过分析比较,本课题对薄板成形过程的数值模拟能够比较真实地反映薄板冲压变形的整个过程,并能直观地观察变形过程中应力应变的变化情况。这对该零件模具的设计和修改提供了可靠的手段和工具,也为类似的薄板成形问题提供了解决问题的思路和方法。该研究成果为CAE技术在薄板成形领域的应用和推广打下了基础。为企业钴阴极板的冲压模具的设计提供了理论依据。