板材多点成形中压痕的数值模拟及控制

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多点成形是将柔性制造技术和计算机技术结合为一体的先进制造技术。该技术利用多点成形设备的柔性特点,不用模具就可实现不同三维曲面件的成形,从而实现无模、快速、数字化制造。多点成形是利用一系列可调的、规则排列的基本体阵列代替整体模具进行成形的,在这种成形方式中基本体是加载的主体,由于基本体对板料施加集中力,成形件上可能出现压痕缺陷。通过在工件与基本体之间放置弹性介质,利用弹性介质产生的较大变形,充填基本体之间的间隙,可以使使集中载荷变为分散载荷,显著地增大工件受力面积,从而有效地抑制压痕的产生,使得成形件质量得到了改善。本文采用有限元方法对多点成形过程进行数值模拟研究,通过LS-DYNA非线性有限元软件对压痕进行了详细的分析,研究了单元模型的选取对压痕的影响,弹性垫对压痕的抑制作用,以及成形力对压痕的影响等方面的内容。结果表明,压痕数值模拟时单元模型可根据厚度与特征长度尺寸的比值来选择。与成形件的形状和材质对单元模型的选择的关系不大;弹性垫越厚抑制压痕的效果越好,但是成形误差越大,因此要得到精确的成形件需要对成形面进行修正;压痕的极限成形力对控制多点成形,抑制压痕产生有着重要的作用。这些结果对多点成型技术的应用具有参考价值和指导意义。
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