精密成形数值模拟中弹性变形的测量方法
2014-03-18陈淑婉黄胜詹艳然
机床与液压 2014年5期
关键词:变形
陈淑婉,黄胜,詹艳然
(1.运城学院机电工程系,山西运城044000;2.福州大学机械工程及自动化学院,福建福州350108)
金属塑性成形过程中的弹性变形主要指模具在高压工况下的弹性膨胀和锻件卸载后产生的回弹。在体积成形中,往往忽略锻件因弹性变形而产生的尺寸变化,但是在精密成形中,弹性变形对锻件尺寸精度的影响是不可忽视的。近年来,随着计算机技术的高速发展,有限元数值模拟技术在塑性成形领域中得到了广泛应用[1-5]。随着模拟精度的不断提高,采用计算机精确分析模具和锻件的弹性变形已经成为可能[6]。
分析模具和锻件的弹性变形,首先需要提取其实体表面的网格节点坐标,但是大多数有限元软件在几何信息提取功能上并不完善。传统方法是手动选取实体端面轮廓线节点,通过比较这些节点在回弹前后的位移,来分析实体的回弹[7]。刘华等人尝试采用分层法,在DEFORM-3D 的基础上,将实体等距离选取若干截面,提取出所有截面上的边界节点,作为描述整个实体的轮廓点[8-9]。然而这两种方法只选取了某些轮廓节点,并不能精确地描述实体的整个表面,对于表面形状复杂且单元数目庞大的实体来说,以上方法已不能满足研究的需要。
以DEFORM-3D 软件为例,对测量模具及锻件弹性变形量的方法进行研究,并采用Visual C + +编程加以实现,为研究模具在成形过程中的弹性变形和锻件卸载后的弹性回复现象奠定了基础。
1 数值模拟中弹性变形的测量方法
1.1 实体表面网格节点坐标的提取
1.1.1 网格划分单元的特点及其存储结构……p>
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