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板成型中可变性的多元化模拟

摘要:
在新材料和新工艺条件下，板金冲压工艺自身的可变性使质量控制和保持零件一致性变得极其困难。FEM可以成功地预测一个给定系统的成型能力，但由于数值模拟的实质特点，仍缺乏捕捉实际生产工艺可变性的能力。本文研究了一个概率分析模型，在这个模型中冲压工艺的五个输入参量的变化及其对回弹敏感性的影响可以被检验。文中研究了板材在一定范围的张力条件下的成型，以寻找出回弹小的合理的变形区域。文中采用AutoForm v4.04进行了一系列的FEM模拟，将模拟结果与解析模型的分析结果相比较，以验证解析模型假设的正确性。
研究结果表明，板材张力的增加不但可以减小回弹，而且更重要的是，可以减小工艺对可变性的敏感度。已经进行了相关的敏感性分析，找出了在不同的板材张力条件下对敏感性最有影响力的参数。材料参数的变化，即屈服应力和n值的变化是对回弹影响最大的因素。与材料参数相比，摩擦力具有较小的影响。概率分析模型使制造者可以通过捕捉工艺自身的可变性，对成型工艺的成败有更全面的估计。
1.绪论
在许多组织里，市场的成功通常依靠质量。 每代消费者根据质量期望新的挑战锁定厂商 为了保持和这些需求同步，制造商必须在设计和生产工艺上全力以赴。最近些年，许多机构已经使用质量改进工具和技术比如Six-Sigma来帮助完成这个结果。(Klatte et al., 1997; Manual, 2006; Sokovic et al., 2005; Markarian, 2004) 在任何一个系统中对质量改进一个主要的障碍是输入的可变性和改变工艺条件超时。 板料冲压工艺被许多分散源所影响Col (2003) 确认以下的因素最为意义重大：
• 材料可变性：不管新发展，不同卷的材料或者同一卷材料中卷头和卷尾的材料性能、表面粗糙度和厚度不同
• 模具可变性：加工发生几何形状的变化取决于磨损超时。表面特征起伏，清除，工具材料性能和工具温度的存在。
• 工艺可变性：压边力的变化，冲头速度，压机刚度和模具安装位置的不同。
• 润滑油：成形操作的一个关键因素；很难控制。润滑油的条件能全部地和局部地改变板料取决于温度或表面粗糙度。