宽板大曲率半径纯弯曲回弹量理论分析.doc

:1000-4750(2006)10-0077-05宽板大曲率半径纯弯曲回弹量理论分析*张冬娟,崔振山,李玉强,阮雪榆(上海交通大学国家模具CAD工程研究中心,上海200030)摘要:针对各向异性板料的大曲率弯曲回弹问题,建立了服从Hill屈服准则和指数强化模型的平面应变纯弯曲的回弹理论模型。应用该模型计算了Numisheet’2002无约束柱面弯曲回弹的考题,与实验结果和其它理论模型计算值的对比表明,模型的回弹结果与实验值很接近,其精度优于其它算法。同时还表明,屈服准则的选取对预测板料回弹量有着较大影响,而强化模型的影响则不是很显著。关键词:回弹;纯弯曲;各向异性;屈服准则;指数强化;平面应变中图分类号:O34;:ATHESPRINGBACKOFWIDEMETALSHEETAFTERLARGERADIUSPUREBENDING*ZHANGDong-juan,CUIZhen-shan,LIYu-qiang,RUANXue-yu(NationalMold&DieCADEngineeringResearchCenter,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China)Abstract:Forthespringbackproblemsofwideanisotropicmetalsheetsafterlargeradiuspurebending,amathematicalmodelisproposedbasedonHill’’2002,:springback;purebending;anisotropy;yieldingcriterion;exponentialhardening;planestrainAsnafi采用VonMises屈服准则线性强化材料模型,板料弯曲成形作为重要的加工办法被广泛应[1]用于汽车、船舶、航天航空及压力容器等领域,建立了预测V型件弯曲回弹量和最小弯曲半径理[4]但因弯曲成形过程中应力沿厚度方向分布不均匀。ThaweepatBuranathiti采用服从Von论模型使板料产生回弹,而造成卸载后零件形状与模具形Mises屈服准则,指数强化材料模型对直翻边成形状不符,进而影响到与其它零件的装配,因此准确[5]进行了回弹分析。实际上,板料一般具有较强的预测弯曲件的回弹量是保证零件合格的前提。近年[6,7]各向异性,数值模拟结果表明,其屈服条件采用来,有一些学者对板料弯曲回弹理论进行了研究,[8]Hill各向异性屈服准则更为合适。本文针对大曲其中余同希采用单向应力理想弹塑性和线性强化[2,3]率半径的回弹问题,建立了服从Hill屈服准则和指材料模型计算了板料纯弯曲回弹量。Nader数强化模型的各向异性板料纯弯曲理论模型,并以———————————————收稿如期:2005-02-27;修改日期:2005-04-29作者简介:*张冬娟(1977),女,江苏启东人,博士生,从事板料回弹预测、控制及补偿方面的研究(E-mail:zhdongjuan@);崔振山(1963),男,河北保定人,教授,博士,从事材料加工过程模拟及多学科优化设计;李玉强(1976),男,河北石家庄,博士生,从事板料成形稳健设计的研究;阮雪榆(1933),男,上海人,教授,院士,上海模具技术研究所所长,从事材料加工工程CAD/CAM/CAE。[9]Numisheet’2002无约束柱面弯曲回弹考题为例,(3)弯曲过程中板料纵向纤维之间无挤压,即认为板料厚向应力σ为零,且忽略板厚的变化。通过与实验数据的对比,考察了屈服准则和强化模r根据Kirchhoff假设,对于到中性层距离为y的型对回弹量的影响。任意一点,其长度方向线应变为