在冲压模具设计分析拉伸壁起皱

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在冲压模具设计中分析拉伸壁起皱
 调查发生在冲压件的锥形方杯和阶梯式矩形杯中的起皱有一个共同的特点，这些类型的起皱，皱纹被发现在侧壁，该侧壁是相对不受支持。使用有限元模拟研究发生的起皱，发现影响锥形方杯的冲压件工艺参数有模具间隙、压边力。仿真结果表明，模具的间隙较大，这种起皱更为严重，不能通过增加压边力抑制。在分析起皱，对实际生产中有一个类似阶梯式矩形杯的冲压过程的几何类型进行了研究。研究发现皱纹发现在侧壁是由于不平衡的拉伸的金属板之间的冲头和边缘钣金拉伸引起。确定使用有限元分析一个模具其优化设计的目的是消除皱纹。之前的模拟仿真结果和观察在起皱生产部分验证有限元分析的精确性，并证明了利用有限元分析冲压模具设计得作用。
关键词：拉伸壁起皱；冲压模具；阶梯式矩形杯；锥形方杯
简介
 起皱是金属板材成形过程中发生的重大缺陷之一，而有这种缺陷的成品冲压件通常是不被接受的。经常发生在金属板材成形过程有三种类型的皱纹：法兰起皱，侧壁起皱，弹性屈曲变形。在冲压复杂形状的成型操作过程中，侧壁起皱是指发生在死腔的皱纹。由于在侧壁面积的钣金是相对的不受工具的支持，所以消除侧壁皱纹比抑制法兰皱纹更加困难。众所周知的额外不受支持的侧壁面积材料的拉伸可以防止起皱，这可以在实践中通过增加压边力来抑制实现，但应用过度拉伸应力会导致撕裂。因此，压边力必须位于一个狭窄的范围内，上述抑制皱纹是一方面，降低其生产出现的断裂。这种压边力的狭窄范围难以确定。对于在中部区域具有复杂形状的冲压件发生皱纹，压边力的一个可行的范围甚至不存在。
 为了研究形成的皱纹，[1]吉田等开发了一个测试，其中薄板沿其对角线非均匀拉伸。他们还提出了一个近似理论模型起皱的发生是由于弹性屈曲从非均匀应力场的压侧向应力造成的。[2,3]Yu等人研究了起皱的问题，通过实验和分析，他们发现有两个圆周波，根据他们的理论分析，而实验结果表明皱纹，起皱，可能会发生。[4] Narayanasamy和索尔比研究钣金起皱通过使用平底和半球形端的一个圆锥形时的起皱，他们还试图排列出现抑制起皱的属性。
这些起皱问题都集中在成型操作简单的形状，如圆形杯。在20世纪90年代初，三维动态/显式有限元法的钣金成型工艺的成功应用，使人们可以分析在冲压复杂形状的起皱问题。

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