对于压边圈,AF理论认为其是刚体,对其影响因素有,压边中心(COLUMNS),刚度(STIFFNESS),平衡块(SPACER),压边筋的挺举力。
1.对于压边中心COLUMNS有四种选项, 第五篇 关于压边圈的一些事项 - hewena@126 - hewena@126的博客 选择NONE的结果是在整个模拟过程,压边圈上压边力始终保持均匀分布。若选择TOOL/BLANK CENTER,则因为工具压力中心与制件中心不统一,会使压边圈产生理论上倾斜(这个倾斜AF限定为最大0.03度,并且只在算法里体现),从而使压边力分布不匀。
2.压边圈刚度STIFFNESS。在拉伸过程中,处于法兰转角处材料会由于增厚,有将压边圈顶开趋势,致使压边圈压力在材料增厚处特别高,而在其它地方很低,不是理想的压边力分配。AF为此将压边圈视为弹性工具体,而将其它工具视为刚体。可以通过调整压边圈的刚度来使压边力分布更均均。第五篇 关于压边圈的一些事项 - hewena@126 - hewena@126的博客,我们可以看出,STIFFNESS小的压边圈,第一个图,压边力会分布更均均,STIFFNESS大的,则压边力会集中分布,产生不均均,第二张图。
3.平衡块SPACER 对于压边圈压力,由于局部材料增厚产生的压力分布不均,也可以通过SPACER来调整。第五篇 关于压边圈的一些事项 - hewena@126 - hewena@126的博客这个图表明了SPACER对于压边力大小的影响,SPACER可以避免特别集中的压边力产生。有些厂家不允许采用SPACER,比如上汽大众,个人也同意大众的看法,因为可以通过其它方式比如COLUMNS采用NONE,STIFFNESS采用较值比如10,来使压边力均布。下图是大众对于COLUMNS和STIFFNESS的要求:
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4.拉延筋挺举力对压边力分配的影响,实际上不止压边筋挺举力能使压边圈倾斜,平衡块SPACER也会使压边圈倾斜(这个倾斜AF限制为0.03度,并且只在算法里体现,也就是说在视图里我们是看不到压边圈倾斜的)。
拉延筋产生挺举力前提是,第一是COLUNMS不能设为NONE,二是把挺举力计算打开,可以设为自动,或手动设置。第五篇 关于压边圈的一些事项 - hewena@126 - hewena@126的博客
挺举力对压边力发布影响。
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实际上对于中大型件,一般我们认为压边圈上压边应该是均匀分布的(压边面倾斜15度以内,对于翼子板等压边面特别倾斜的,另作考虑),原因在于,压力中心发生偏移后,对于倾斜面,AF里对压边力分配过于不均,与实际有较大出入。实际生产中通过对压边面的研配,以及顶杆力调整,基本可以做到在拉延时压边圈上压力均匀分布。比如侧围,其压边圈COLUMNS设为TOOL CENTER后,在最后,压边圈二侧压边力落差非常大,分布很不均匀,这里就不抓图了。就抓个油底壳到底的压边力分布图,压边面是平面,采用压边中心是TOOL CENTER ,STIFFNESS是50,我们可以看出这里造成压边力分布不均的原因是由于局部起皱导致材料增厚,引起这些位置压边力急剧上升结果。
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这是随便手头找的一个件的压边力抓图,由于在家里,只有这么一个SIM结果(这张图有人会很面熟的第五篇 关于压边圈的一些事项 - hewena@126 - hewena@126的博客)。这个例子我COLUMNS选NONE(所以COLUMNS是万能的,只要它一为NONE,压边力立马均布,不管其它因素如何设定),STIFFNESS选10,从下图我们可以看出,哪怕是法兰转角材料增厚处,软件仍将压边力均布,这与事实有点差距,但我们认为,这种差距,比压边力明显落差很大好。当然,若对于厚板件,在TOOL CENTER对压边力分布影响不大,并且要考虑转角处材料增厚影响,我们可以将COLUMNS设为TOOL CENTER,但可以将STIFFNESS,仍设为10.。
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对于背门外板或翼子板等压边面倾斜远大于15度的,考虑到模具实际倾斜会有压力分布不均,可以考虑采用TOOL CENTER,但是要降低压边圈STIFFNESS(采用值10),以使压边力尽量均匀分布。
对于厚板类小件,由于制件本身较小,其压力中心分布不均引起的倾斜是主要因素,我们分析里需强化这一因素,则我们可以把COLUMNS设为TOOL CENTER,并且把STIFFNESS设为100以上或许可以设为1000,以符合小件成形过程实际会发生的倾斜的情况,并且对于厚板小件成形,AF把计算单元选为弹塑性单元壳,也就是为考虑由厚向因素引起的应力应变,横向剪切应力等情况。这样我们把小件物理倾斜以及模拟过程中的厚向因素都考虑进去 ,以求尽可能的符合实际情况。(说点题外话,对于小件成形,个人认为分析结果不具备太大意义,首先有限元对板件的模拟都是基于有压边圈压住法兰后,法兰内部材料在压边圈约束下的过程,这个软件模拟精度目前能做得很好了。但是对于是内侧压料,或者不压料的CRASH FORM,由于小件的刚性很高,目前的有限元软件模拟出来的结果并不理想,都是板料变形偏软,比如小件成形,一旦跟凸模接触处变形,会带起整块边的倾斜转动,软件模拟话是那块边是柔性的,软的,反倒是干脆用弹性单元壳感觉跟实际结果接近。) |