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優(yōu)化坯料設(shè)計(jì) 滿足沖壓件加工發(fā)展需要

作者：沖壓件 ????來源：本站原創(chuàng)????發(fā)布時(shí)間：2021-01-06T08:23:28????瀏覽量：

沖壓件的精度以及質(zhì)量與坯料的設(shè)計(jì)息息相關(guān)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期，通過獲得坯料較為準(zhǔn)確的形狀尺寸，估計(jì)沖壓件的應(yīng)力應(yīng)變及厚度分布，預(yù)測鈑金的成形性能，技術(shù)人員就可以對沖壓件的形狀尺寸、工藝條件等進(jìn)行規(guī)劃，使得坯料的變形較為均勻，以達(dá)到良好的成形性能及品質(zhì)要求。
目前，常用的坯料優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有：
滑移線法：滑移線法的基本假設(shè)為：板料法蘭厚度不變，且處于平面應(yīng)變狀態(tài)，材料各向同性，無硬化，不考慮摩擦力分布對塑性流動的影響。只有形狀相對簡單的沖壓件才能建立相應(yīng)的滑移線場，并且只有在特別簡單的邊界條件下才能從特征方求解中給出滑移線的數(shù)學(xué)表達(dá)式。一般情況下，需利用特征方程的數(shù)值積分，根據(jù)給定的邊界條件，逐點(diǎn)遞推，求得近似滑移線場，這種方法是以變換特征線微分方程為有限差分關(guān)系式，并利用滑移線的特征作為基礎(chǔ)的。因此滑移線法由于數(shù)學(xué)運(yùn)算比較復(fù)雜而較難在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
幾何映射法：該方法首先由R.Sowerby等提出,他們認(rèn)為,可以不考慮變形力、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系及邊界摩擦等邊界條件,根據(jù)某些假設(shè)實(shí)現(xiàn)工件到坯料的映射.首先將木制模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,利用坐標(biāo)測量儀獲取節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo).或者由CAD模型在計(jì)算機(jī)中直接劃分網(wǎng)格.假設(shè)工件在成形過程中厚度不變,變形前后網(wǎng)格的面積恒定,將三維空間網(wǎng)格向二維平面進(jìn)行映射,由此可以推知初始坯料形狀和工件的應(yīng)力分布.后來J.C. Gerdeen和P.Chen對其進(jìn)行了進(jìn)一步研究,將有限元思想引入幾何映射,對每個(gè)單元實(shí)現(xiàn)映射,并開發(fā)了兩套程序AXIFORMH和FEPFORM分別用來處理軸對稱和非對稱情況.
經(jīng)驗(yàn)方法：該方法主要基于一些經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式，所以其應(yīng)用范圍受到影響，主要應(yīng)用于形狀比較簡單的可展沖壓件(如旋轉(zhuǎn)形件、彎曲件、或由這些簡單形件組合而成的沖壓件)?？偟膩碚f，由經(jīng)驗(yàn)展開板類件自由曲面的方法都是屬于湊合性質(zhì)的方法，其精度受到使用者經(jīng)驗(yàn)的豐富程度、所采用的經(jīng)驗(yàn)公式及具體工藝參數(shù)的選擇等諸多因數(shù)的影響，其準(zhǔn)確度有待進(jìn)一步提高。
　　模擬法：模擬法是在假設(shè)條件下，根據(jù)許多物理問題數(shù)學(xué)描述的相似性，通過數(shù)學(xué)相似理論，采用其它物理介質(zhì)構(gòu)成的模型來模擬板料法蘭的金屬流動。Laplace和Poission方程被廣泛用于板料的成形當(dāng)中。
一步模擬算法：一步模擬算法是20世紀(jì)90年代創(chuàng)立的一種坯料優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。該方法只考慮最終沖壓件的形狀，已知參數(shù)為沖壓件的輪廓、原始坯料的厚度，未知參數(shù)有坯料的形狀及沖壓件的厚度。這些參數(shù)可由最小化塑性變形功來求得。為了忽略不同變形路徑的影響，作了一系列的假設(shè)，其中主要的兩個(gè)方面是：按比例加載；忽略模具和板材的接觸邊界條件，而改用簡化的摩擦邊界條件。一步模擬算法能夠滿足沖壓件廠坯料設(shè)計(jì)的需要，是一種比較有前途的坯料優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。
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