说说家电产品U形件弯曲回弹有限元分析

戊齐食品

家电产品在整个制造业领域占有举足轻重的地位。在家电产品的设计、制造上，除了制冷、电器控制系统上的难点之外，复杂冲压件的成形也是家电产品制造中的难点之一。冰箱竖梁等零件都是U形件结构件，其弯曲成形过程中的回弹量控制，将直接影响到家电产品开发的成败。有限元分析的相关问题可以到网站了解下，我们是业内领域专业的平台，您如果有需要可以咨询，相信可以帮到您，值得您的信赖！http://www.nataid.com/

对于U形件来说，回弹包含两方面的容：角部角度的回弹和侧壁卷曲。角度回弹是指板料经过弯曲，零件中的弹性变形释放导致的比较终弯曲角度的变化。而侧壁卷曲则是毛坯料在拉力的作用下，经过凹模圆角，弯曲、展开变形的结果。由于残余应力的释放，导致相应区域的卷曲。

形状复杂的冲压零件，由于冲压时材料流动极其复杂，利用板料冲压的有限元数值模拟技术，确定合理的毛坯外形尺寸和化各种模具结构参数，对提高产品质量、降低制造成本和缩短开发周期有着重要的作用。

DYNAFORM-PC软件是美国ETA与LSTC合作推出针对板料成形数值模拟的专业化有限元分析软件，能提供丰富高效的单元类型，能模拟弯曲、翻边、拉伸、成形、压筋和扩(缩)口等绝大部分成形工艺以及多工序冲压成形，能确定冲压件的比较大应力(变)部位、输出厚向应变图、VM等效应力分布图和具有真感的成形过程动画。目前DY-NAFORM己在世界各大汽车、航空、钢铁以及众多的大学和科研单位得到了广泛的应用。下面以家电产品上常用的碳素结构钢Q215A为例，试样尺寸为1003002，采用DY-NAFORM-PC软件对U形件弯曲回弹进行模拟。

该试样U形件弯曲模拟过程及分析如下：(1)有限元数值模型图为二维对称有限元数值模型，图给出了零件的主要几何参数。零件处于平面应变状态。有限元格如图所示，采用双线性四边形单元。

经过格划分，坯料展开，毛坯格设定，模型检查，确定凸模、毛坯、凹模、压料板的相对位置等步骤，得到凸模位移曲线。

后处理结果中提供了零件的成形信息，如零件的变形情况、主应力分布、副应力分布、平面应变向量等。

图显示，加载过程分为3个阶段：弹塑性变形阶段、塑性变形阶段和零件被压紧阶段。图为零件温度分布图。

图表示了中间过程和加载终了时零件的温度分布情况。高温区表明零件经历了大的塑性变形。尽管模具与零件相互接触，但由于板料厚度较小，故温度在零件厚度方向上的变化可以忽略不计。

图表示加载过程中零件的有效应变分布情况。与温度分布情况不同的是，可以看到：在板料厚度方向上，有效应变有较大的变化。不论板料厚度大小，这是弯曲零件应变分布的主要特征。在凸模圆角附近，零件内部有相对较大的应变值，(1)凹模圆角半径。凹模圆角半径对回弹的影响程度较小；(2)凸、凹模间隙与U形零件的负回弹几乎呈线性关系，间隙值越大，回弹值越大；(3)压边力对U形件弯曲回弹的影响。压边力较小时，回弹随着压边力的增大而增加；相反，压边力较大时，回弹随着压边力的增大而减小。对应于回弹的比较大值，存在某一压边力值。同时，还可以找到一压边力数值，使得回弹基本消失。(4)摩擦因数对U形件弯曲回弹的影响。随着摩擦因数的增加，零件的负回弹有一定程度的减小。但当大于某一数值时，回弹均为正值。这种趋势说明，采用合适的润滑剂，可以减小回弹值。

文中的研究确定影响U形件回弹的诸多因素，提出了一些减小回弹的方法。将研究结果用于冲压生产的工程践，进行生产的过程控制和零件质量控制，为模具制造和冲压生产从业人员提供有益的参考。