基于有限元仿真的金属板料冲孔工艺参数优化方法技术

本发明专利技术涉及金属加工工艺领域，尤其涉及一种基于有限元仿真的金属板料冲孔工艺参数优化方法。本发明专利技术包括步骤：(1)根据国标要求建立冲孔几何模型，设定冲孔几何参数；(2)获取真应力‑塑性应变曲线，根据真应力‑塑性应变曲线建立材料弹塑性本构模型；(3)根据典型的力学性能试验建立材料断裂失效模型；(4)将冲孔几何模型转化为冲孔有限元模型，冲孔有限元模型中设置有冲孔几何参数，向冲孔有限元模型中输入材料弹塑性本构模型和材料断裂失效模型，并设置冲孔工艺参数；(5)优化各项参数：输入不同的冲孔几何参数和冲孔工艺参数，反复迭代计算，直至输出的冲孔质量满足要求。本发明专利技术能够高效率、高精度的优化金属板料冲孔工艺参数。

【技术实现步骤摘要】
基于有限元仿真的金属板料冲孔工艺参数优化方法
本专利技术涉及金属加工工艺领域，尤其涉及一种基于有限元仿真的金属板料冲孔工艺参数优化方法。
技术介绍
金属材料的冲孔加工主要采用模具冲孔的方式，能够在金属板材上快速加工出孔洞特征，冲孔加工工艺参数的选择直接关系到产品的质量和成材率。目前一般采用试验法优化冲孔工艺参数，具体地说，通过反复的调整模具尺寸、冲孔参数最终找到合适的冲孔工艺，此方法需要制作大量的试样，试验过程费时费力。另外，生产厂家也可以参考冲孔国标来指导冲孔模具间隙，但国标只能满足基本的冲孔要求，对于高要求(尺寸精度要求、孔面表面粗糙度、撕裂带宽度等)的孔洞仍需要采用试验法进行冲孔工艺参数的摸索制定。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术的目的是提供一种基于有限元仿真的金属板料冲孔工艺参数优化方法，能够高效率、高精度的优化金属板料冲孔工艺参数。为实现上述目的，本专利技术所设计的基于有限元仿真的金属板料冲孔工艺参数优化方法，包括步骤：(1)建立冲孔几何模型：根据国标要求建立金属板料冲孔过程的冲孔几何模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于有限元仿真的金属板料冲孔工艺参数优化方法，包括步骤：/n(1)建立冲孔几何模型：根据国标要求建立金属板料冲孔过程的冲孔几何模型，在冲孔几何模型中设定冲孔几何参数；/n(2)建立材料弹塑性本构模型：获取金属板料的工程应力应变曲线，并根据工程应力应变曲线获得真应力-塑性应变曲线，根据真应力-塑性应变曲线建立材料弹塑性本构模型；/n(3)建立材料断裂失效模型：根据典型的力学性能试验建立材料断裂失效模型；/n(4)建立冲孔有限元模型：将冲孔几何模型转化为冲孔有限元模型，冲孔有限元模型中设置有冲孔几何参数，然后向冲孔有限元模型的金属板料属性中输入材料弹塑性本构模型和材料断裂失效模型，并设置冲...

【技术特征摘要】
1.一种基于有限元仿真的金属板料冲孔工艺参数优化方法，包括步骤：
(1)建立冲孔几何模型：根据国标要求建立金属板料冲孔过程的冲孔几何模型，在冲孔几何模型中设定冲孔几何参数；
(2)建立材料弹塑性本构模型：获取金属板料的工程应力应变曲线，并根据工程应力应变曲线获得真应力-塑性应变曲线，根据真应力-塑性应变曲线建立材料弹塑性本构模型；
(3)建立材料断裂失效模型：根据典型的力学性能试验建立材料断裂失效模型；
(4)建立冲孔有限元模型：将冲孔几何模型转化为冲孔有限元模型，冲孔有限元模型中设置有冲孔几何参数，然后向冲孔有限元模型的金属板料属性中输入材料弹塑性本构模型和材料断裂失效模型，并设置冲孔工艺参数，最后设置冲孔的输出结果；
(5)优化各项参数：在冲孔有限元模型中输入不同的冲孔几何参数和冲孔工艺参数，反复迭代计算，直至输出的冲孔质量满足要求，从而确定最优冲孔几何参数和冲孔工艺参数。


2.根据权利要求1所述的基于有限元仿真的金属板料冲孔工艺参数优化方法，其特征在于，所述步骤(2)中，根据工程应力应变曲线获得真应力-塑性应变曲线后，对真应力-塑性应变曲线拟合外推至应变为1，得到完整真应力-塑性应变曲线，然后再根据完整真应力-塑性应变曲线建立完整的材料弹塑性本构模型。


3.根据权利要求2所述的基于有限元仿真的金属板料冲孔工艺参数优化方法，其特征在于，它还包括材料弹塑性本构模型的标定过程，具体过程为，在完整的材料弹塑性本构模型中设置参数范围输出模拟的力-变形曲线，然后进行单向拉伸试验，监控试验力及拉伸应变形变情况，得到试验的力-变形曲线，对比模拟的力-变形曲线与试验的力-变形曲线，不断修正完整的材料弹塑性本构模型中的参数，以确定最优拟合...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘念，熊飞，高云，王靓，赵江涛，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42