圆锥形件拉深成形侧壁起皱预测

摘要

圆锥形件是最典型的曲面拉深类零件。其拉深成形过程中，侧壁材料处于悬空状态，易发生起皱。侧壁起皱的存在严重影响着成形零件的使用和外观、甚至可能损坏模具。因此，研究侧壁起皱的成形机理，分析材料参数和工艺参数对侧壁起皱的影响规律，对预防起皱的发生有很重要的意义。
　　首先分析了圆锥形零件成形的特点，将成形毛坯在变形过程中分为五个区域：锥形底部区、凸模圆角区、模具间隙的悬空侧壁区、凹模圆角区、法兰区。运用主应力法，推导了悬空侧壁部分和法兰的应力公式，讨论了悬空侧壁部分和法兰的应力分布规律。给出了侧壁起皱可能发生的位置在侧壁靠近凹模圆角半径处。
　　基于ABAQUS/Explicit模块对圆锥形件拉深成形过程进行了数值模拟。给出单元选择、材料模形、网格的划分、接触与摩擦的处理、载荷的施加与边界条件等关键技术的处理方法。数值模拟的应力结果与理论分析相符合，证明了数值模拟的方法是正确的。
　　运用能量法和增量理论建立了圆锥形侧壁起皱的理论，得到了悬空侧壁起皱的临界表达式。并提出了满足求解边界条件的新挠度函数。通过 Matlab编写程序和ABAQUS有限元模拟相结合，实现了侧壁起皱的预测。
　　预测了挠度函数、屈服准则、毛坯材料参数（弹性模量、泊松比、硬化系数、应变强度系数、厚向异性系数以及板料厚度等）及拉深成形工艺参数（压边力、凹模圆角半径、模具间隙、摩擦因数等）等因素对圆锥件侧壁起皱的影响规律。本文研究为圆锥形件在拉深过程中预防侧壁起皱的发生提供了良好的参考价值。

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第一章 绪论

1.1 研究的背景和意义

1.2 圆锥形零件的成形特点分析

1.3 薄板拉深起皱的国内外研究现状

1.4 本文研究的目的及方法

第二章 圆锥形零件成形理论分析

2.1 引言

2.2 圆锥形零件拉深过程应力应变分布

2.3 圆锥形零件变形区的应力分析

2.4 薄板拉深成形中应力讨论

2.5 本章小结

第三章 挠度函数和屈服准则对侧壁起皱的预测

3.1 引言

3.2 圆锥件侧壁起皱理论

3.3 有限元模拟软件ABAQUS介绍

3.4 圆锥形件拉深成形有限元建模

3.5 不同屈服准则和挠度函数下侧壁起皱的预测

3.6 本章小结

第四章 圆锥形零件拉深成形的数值模拟及侧壁缺陷预测

4.1 引言

4.2侧壁缺陷的判断依据

4.3材料参数对侧壁缺陷预测的影响

4.4 工艺参数对侧壁起皱预测的影响

4.5 本章小结

第五章 结论及展望

5.1 全文总结

5.2 展望

参考文献

致谢

附录(攻读硕士学位期间已公开发表的论文)