一种超高强度钢板U型件多道次渐进折弯成形的有限元模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种超高强度钢板U型件多道次渐进折弯成形的有限元模拟方法。属于有限元模拟领域；操作步骤：建立超高强度钢材料的本构模型；设计超高强度钢折弯道次和每道次初始折弯量；建立第一道次超高强度钢板U型件折弯成形有限元模型；采用动态显示算法模拟第一道次折弯成形过程；建立第一道次超高强度钢板U型件折弯成形后回弹有限元模型；采用静态隐式算法模拟第一道次折弯成形后的回弹过程；重复上述步骤，计算其他道次折弯成形、回弹后的应力、应变、力、变形量等；验证设计的折弯道次和每道次折弯量。本发明专利技术通过数值模拟，实现各道次折弯成形的折弯量和回弹量的预测，为制定超高强度钢板U型件多道次渐进折弯成形工艺提供依据。依据。依据。

【技术实现步骤摘要】
一种超高强度钢板U型件多道次渐进折弯成形的有限元模拟方法


[0001]本专利技术属于有限元模拟领域，涉及一种超高强度钢板U型件多道次渐进折弯成形的有限元模拟方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，节能、减排和安全性是现代工程机械发展的总趋势，实现工程机械轻量化是节能减排的重要途径。近年来，960MPa甚至更高强度级别的超高强度钢板被应用于工程机械中，减重的同时，可以提高工程机械抗大变形冲击能力及耐久强度。但是，由于超高强度钢的强度高，回弹大，导致制定合适的折弯工艺比较困难。特别是形状复杂的部件(如U型件)，难以一次折弯成形，需制定合适的多道次渐进式折弯工艺。付泽民等(付泽民,莫健华,韩飞,龚攀.金属板材多道次渐进折弯成形的回弹补偿.华中科技大学学报(自然科学版).2010,38(5):105
‑
108)对板材渐进成形过程中发生回弹的各因素进行了研究。专利(一种板料多道次渐进式折弯成形装置.国家专利技术专利.2014)针对直管零件和斜锥管零件的折弯成形，开发了专用成形装置。而对制造现场来说，更关注的是如何顺利完成超高强度钢多道次渐进折弯成形，即获得合适的折弯工艺(折弯量)。目前，制造企业主要通过实验和人工经验来制定折弯工艺，耗费大量时间和精力，新产品开发成本非常高。随着计算机技术及有限元数值模拟技术的飞速发展，将试验与理论数值模拟技术相结合，为超高强度钢板折弯工艺的制定提供强有力的支持。。因此发展一种超高强度钢板U型件多道次渐进折弯成形的有限元模拟方法就就非常有必要了。

技术实现思路

>[0003]专利技术目的：本专利技术的目的是提供了一种超高强度钢板U型件多道次渐进折弯成形的有限元模拟方法；预测超高强度钢板钢板U型件多道次渐进折弯成形过程中每道次的折弯量和回弹量。
[0004]技术方案：本专利技术所述的一种超高强度钢板U型件多道次渐进折弯成形的有限元模拟方法，具体操作步骤如下：
[0005](1)、建立超高强度钢材料的本构模型；
[0006](2)、根据U型件的尺寸，设计超高强度钢折弯道次和每道次折弯量；
[0007](3)、建立第一道次超高强度钢板U型件折弯成形有限元模型；
[0008](4)、根据得到的本构模型和有限元模型，设置分析步，采用动态显示算法模拟第一道次折弯成形过程，计算折弯过程中的应力、应变、力及变形量；
[0009](5)、采用ABAQUS的再启动功能，建立第一道次超高强度钢板U型件折弯成形后回弹有限元模型；
[0010](6)、采用静态隐式算法模拟第一道次折弯成形后的回弹过程，计算回弹过程中的应力、应变、力及变形量；
[0011](7)、采用ABAQUS的再启动功能，重复步骤(3)～(6)，分别计算其他道次折弯成形、回弹后的应力、应变、力及变形量；
[0012](8)、根据U型件产品的尺寸，对比模拟结果，验证步骤(2)中设计的折弯道次和每道次折弯量。
[0013]进一步的，在步骤(1)中，所述建立超高强度钢材料的本构模型的具体操作步骤如下：
[0014](1.1)、从轧制
‑
热处理后的超高强度钢板上，分别沿平行轧向、垂直轧向、与轧向成45
°
方向，截取并加工拉伸试样；
[0015](1.2)、对不同方向的拉伸试样进行单向拉伸试验，采用引伸计记录拉伸时的变形，获得拉伸时的力
‑
变形曲线，根据曲线及试样截面积、引伸计标距，得到各方向拉伸试样的拉伸真应力
‑
真应变曲线；
[0016](1.3)、根据各方向拉伸试样的拉伸真应力
‑
真应变曲线，得到各方向材料的塑性应变比、Hill48各向异性屈服准则参数以及A
‑
F非线性随动强化模型参数；
[0017](1.4)、将获得的各参数写入基于ABAQUS软件二次开发的程序文件中。
[0018]进一步的，在步骤(3)中，所述建立第一道次超高强度钢板U型件折弯成形有限元模型的具体操作步骤如下：
[0019](3.1)、采用ABAQUS软件建立超高强度钢板、折弯凸模、折弯凹模实体模型；
[0020](3.2)、对实体模型进行网格划分，对超高强度钢板、折弯凸模、折弯凹模进行装配定位；
[0021](3.3)、分别定义超高强度钢板与折弯凸模、折弯凹模之间的接触条件，定义凹模固定边界条件，定义凸模下行距离，即折弯量；
[0022](3.4)、将步骤(1.4)中完成的二次开发的程序文件写入ABAQUS软件。
[0023]进一步的，在步骤(5)中，所述建立第一道次超高强度钢板U型件折弯成形后回弹有限元模型的具体操作步骤如下：
[0024](5.1)、取消步骤(3.3)中超高强度钢板与折弯凸模、折弯凹模之间的接触条件定义；
[0025](5.2)、定义折弯后超高强度钢板位移边界条件；
[0026](5.3)、将第一道次折弯后的应力、应变作为回弹计算的初始条件。
[0027]有益效果：本专利技术与现有技术相比，本专利技术提供的一种超高强度钢板U型件多道次渐进折弯成形的有限元模拟方法，可用于预测各道次折弯成形的折弯量和回弹量，为制定超高强度钢板U型件多道次渐进折弯成形工艺提供依据。
附图说明
[0028]图1是本专利技术的操作流程图；
[0029]图2是本专利技术中凹模、凸模和超高强度钢板折弯过程示意图；
[0030]图3是本专利技术中超高强度钢板U型件示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术
的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0032]如图1所述，本专利技术所述的一种超高强度钢板U型件多道次渐进折弯成形的有限元模拟方法，具体操作步骤如下：
[0033](1)、建立超高强度钢材料的本构模型；
[0034](2)、根据U型件的尺寸要求，设计超高强度钢折弯道次和每道次折弯量；
[0035](3)、建立第一道次超高强度钢板U型件折弯成形有限元模型；
[0036](4)、根据得到的步骤(1)中的本构模型和步骤(3)中的有限元模型，设置合适的分析步，采用动态显示算法模拟第一道次折弯成形过程，计算折弯过程中的应力、应变、力、变形量等；
[0037](5)、采用ABAQUS的再启动功能，建立第一道次超高强度钢板U型件折弯成形后回弹有限元模型；
[0038](6)、采用静态隐式算法模拟第一道次折弯成形后的回弹过程，计算回弹过程中的应力、应变、力及变形量等；
[0039](7)、采用ABAQUS的再启动功能，重复步骤(3)～(6)，分别计算其他道次折弯成形、回弹后的应力、应变、力及变形量等；
[0040](8)、根据U型件产品的尺寸要求，对比模拟结果，验证步骤(2)中设计的折弯道次和每道次折弯量。
[0041]进一步的，在步骤(1)中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高强度钢板U型件多道次渐进折弯成形的有限元模拟方法，其特征在于，具体操作步骤如下：(1)、建立超高强度钢材料的本构模型；(2)、根据U型件的尺寸，设计超高强度钢折弯道次和每道次折弯量；(3)、建立第一道次超高强度钢板U型件折弯成形有限元模型；(4)、根据得到的本构模型和有限元模型，设置分析步，采用动态显示算法模拟第一道次折弯成形过程，计算折弯过程中的应力、应变、力及变形量；(5)、采用ABAQUS的再启动功能，建立第一道次超高强度钢板U型件折弯成形后回弹有限元模型；(6)、采用静态隐式算法模拟第一道次折弯成形后的回弹过程，计算回弹过程中的应力、应变、力及变形量；(7)、采用ABAQUS的再启动功能，重复步骤(3)～(6)，分别计算其他道次折弯成形、回弹后的应力、应变、力及变形量；(8)、根据U型件产品的尺寸，对比模拟结果，验证步骤(2)中设计的折弯道次和每道次折弯量。2.根据权利要求1所述的一种超高强度钢板U型件多道次渐进折弯成形的有限元模拟方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述建立超高强度钢材料的本构模型的具体操作步骤如下：(1.1)、从轧制
‑
热处理后的超高强度钢板上，分别沿平行轧向、垂直轧向、与轧向成45
°
方向，截取并加工拉伸试样；(1.2)、对不同方向的拉伸试样进行单向拉伸试验，采用引伸计记录拉伸时的变形，获得拉伸时的力
‑
变形曲线，根据曲线及试样截面积、引伸计标距，得到各方...

【专利技术属性】
技术研发人员：董文超，陈世坤，陆善平，刘丽华，高燕，闫强军，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：