仿真分析薄壳体轨道的冲压成型过程

1问题引入

冲压成形的有限元分析作为冲压模具的高效专业辅助设计手段,能够成为模具高效设计与生产提供非常强大的帮助,这也是仿真技术越来越受到行业内重视的主要原因。本案例以一薄壳轨道冲压成形仿真分析,以ABAQUS仿真平台进行操作,以为此类工程问题提供设计思路。



2模型分析

本案例的模型是通过三维建模软件UG10.0完成,建立完成后导入ABAQUS进行网格划分、材料赋予、边界条件约束等相关工作。在ABAQUS中,材料参数的定义是在property模块完成定义,密度输入为7850kg/m3完成材料密度的定义,之后为binder部件创建质量点,这里切换到binder模块进行相关操作即可,紧接着进入分析步的修改,创建场输出并修改接触定义与载荷边界条件,最终的网格模型如下图1所示,完成上述操作后便可提交作业进行求解。前处理的具体相关操作见附件。


薄壳轨道冲压成型仿真分析的图2

图1网格模型



3结果显示

应用命令Job-Manager可查看求解结果文件,案例根据实际加工中所常关注的厚度及应力状况,调取材料的应力及厚度云图分别如图2(a)、(b)所示。可以发现,在s形轨道的两侧薄壁处受到较大的应力效应,而在扁平的两侧边缘处处于应力较低的水平,从(b)中可以看出,轨道上端边缘厚度出现较大的变化,但在两侧厚度变化却很小。进一步通过系统的能能量变化来反映加工过程,图3给出了系统在加工过程中动内能变化情况,对比看出,整个过程中内能在不断增加,说明材料变形在增加,这与图2中的厚度增大相对应,而动能基本维持在一个接近于0的水平,说明材料以变形为主,在0-0.01ms时间内,材料没有出现破坏。

薄壳轨道冲压成型仿真分析的图3

图2云图显示(a)应力云图(b)厚度云图

薄壳轨道冲压成型仿真分析的图4

图3能量变化曲线



4结论

本文采取的是动力显示算法对S形薄壁轨道进行了一个冲压过程的仿真分析,给出了轨道的应力及厚度的云图变化,能够为相关行业的结构设计与优化提供参考。


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