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板料成形又稱(chēng)為沖壓，這種成形方法通常是在常溫下對(duì)板料進(jìn)行成形，所以也稱(chēng)冷沖壓。對(duì)于某個(gè)金屬薄板零件，一般要經(jīng)過(guò)多個(gè)工藝過(guò)程，才能直接用于裝配。常見(jiàn)的工藝過(guò)程有如下幾種

(1)沖裁

為了生產(chǎn)和運(yùn)輸方便，板料多是卷料。首先要將板材分離為形狀的坯料才能用于沖壓生產(chǎn)。這是一個(gè)復(fù)雜的塑性剪切和破壞過(guò)程，在板料邊緣會(huì)有局部的硬化現(xiàn)象。沖孔和修邊也是沖裁過(guò)程。

(2)彎曲

較簡(jiǎn)單的情況是沿一條直線將板料折彎。僅在彎曲部分發(fā)生塑性變形。如材料延性不夠，在彎曲部位外表面容易發(fā)生破裂。但由于回彈的原因，控制彎曲角度非常困難。板料一邊被夾持不動(dòng)，另一邊被夾緊繞邊緣旋轉(zhuǎn)角度；沖頭向下運(yùn)動(dòng)將材料壓入v形模具中；在滾軋機(jī)械中有成套的軋棍，大型面板及復(fù)雜的槽型截面都可以用這種工藝制造；2.2(d)是翻邊，通常用于對(duì)沖壓件邊緣進(jìn)行處理。將板料邊緣彎曲直至貼在板料背面，從而使零件形成圓潤(rùn)的邊緣，叫做包邊。

(3)拉深成形

拉深也叫拉延，是利用模具使沖裁后的坯料變成開(kāi)口的空心零件的沖壓工藝方法。通常情況下一副拉延模包含凸模、凹模和壓邊圈。拉延工藝廣泛應(yīng)用于汽車(chē)覆蓋件，與其它工藝配合，可以制造出形狀極為復(fù)雜的零件。按照變形力學(xué)特點(diǎn)可分為：直壁圓筒形零件、盒形件、曲面形狀零件(指曲面旋轉(zhuǎn)體)和非旋轉(zhuǎn)體曲面形狀零件等四種類(lèi)型。

此外還有脹形、液壓成形、管脹成形、熱成形等多種工藝方式。通常情況下一個(gè)工業(yè)零件的成形過(guò)程包含許多基本的成形工藝。汽車(chē)覆蓋件是板材沖壓成形加工中較復(fù)雜的，一般要經(jīng)過(guò)拉深、修邊、翻邊、沖孔等多道工序才能一個(gè)可用于裝配的零件。能否合格的覆蓋件，關(guān)鍵在于沖壓的可行性。沖壓的質(zhì)量直接決定了零件的較終品質(zhì)，本文就是基于覆蓋件沖壓過(guò)程模擬而對(duì)拉延模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和受力分析的。

為了給后續(xù)模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化和分析提供準(zhǔn)確的荷載信息，覆蓋件拉延成形過(guò)程模擬達(dá)到以下目標(biāo)：

(1)拉延成形模擬中需采用與模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化和分析中相同的模具表面網(wǎng)格。這樣由成形模擬的模具表面節(jié)點(diǎn)力就可以直接施加到結(jié)構(gòu)優(yōu)化和分析模型中；

(2)拉延成形模擬需模擬出的零件成形性能良好，即零件可以生產(chǎn)；

(3)拉延成形模擬中的材料參數(shù)、工藝條件要盡可能接近實(shí)際生產(chǎn)情況，以結(jié)果與實(shí)際的可比性。

由于板料成形是包括幾何非線性、材料非線性、邊界條件非線性的大變形問(wèn)題，有限元算法的選擇、單元類(lèi)型、材料模型以及接觸和摩擦的處理都將影響模擬結(jié)果的精度。

通常用伸長(zhǎng)率和斷面收縮率來(lái)表征材料的延性。然而在板料成形中，材料的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)比較復(fù)雜，如何才能簡(jiǎn)單準(zhǔn)確地判斷材料破裂是一個(gè)重要問(wèn)題。板料成形中厚度方向的應(yīng)力與板料平面內(nèi)的應(yīng)力相比很小，這樣就可以假設(shè)板料法向應(yīng)力為零，則板料成形中材料的應(yīng)力狀態(tài)簡(jiǎn)化為平面應(yīng)力。

許多板料成形工藝中，板料在板料平面承受雙向拉伸，破壞發(fā)生在局部頸縮之后。局部頸縮與圓形試件拉伸試驗(yàn)中的頸縮不同。對(duì)于金屬板料試件，頸縮時(shí)試件在寬度和厚度方向上都在減小，而局部頸縮時(shí)，試件僅在厚度方向上減小，而寬度方向上沒(méi)有減小。