拉伸筋阻力的一种简便解析模型.doc
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拉伸筋阻力的一种简便解析模型,全文9页3013字 叙述真切摘要采用平面应变假设，通过对板料在拉伸筋处变形过程的分析，并考虑了材料的各向异性、应变速率敏感与包辛格效应，推导出一种计算拉伸筋阻力的简便计算解析模型。将计算结果与有关试验结果进行了对比，证明了该计算方法的有效性。关键词：平面应变拉伸筋阻力各向异性 应变速率敏感包...
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拉伸筋阻力的一种简便解析模型
全文9页3013字 叙述真切
摘要 采用平面应变假设，通过对板料在拉伸筋处变形过程的分析，并考虑了材料的各向异性、应变速率敏感与包辛格效应，推导出一种计算拉伸筋阻力的简便计算解析模型。将计算结果与有关试验结果进行了对比，证明了该计算方法的有效性。
关键词：平面应变 拉伸筋阻力 各向异性 应变速率敏感 包辛格效应
ASIMPLE MATHEMATICAL MODEL
FOR CALCULATING DRAWBEAD RESTRAINING FORCE
Li Dayong Hu Ping Li Yunxing
（Jilin University of Technology）
Abstract A simple mathematical model for calculating drawbead restraining force is derived by the deformation analysis of sheet metal passing through a drawbead.Plane strain assumption is employed.while the anisotropy,strain rate sensitivity and Bauschinger effect are taken into account.The calculated results are compared with experimental ones correspondingly and the validity of this model is verified.
Key words：Plane strain Drawbead restraining force AnisotropyStrain rat sensitivity Bauschinger effect
0 前言
设置拉伸筋是冲压模具设计中的一个重要组成部分。拉伸筋具有增加变形阻力，控制材料流动方向，防止起皱等作用。近年来，CAD/CAE/CAM技术逐渐应用到冲压模具的设计与制造中［1］。用计算机进行冲压成形的有限元模拟，预测成形结果，可以大大降低成本。但是，由于拉伸筋尺寸相对较小，如果与模具中的其他部分一起进行有限元模拟，势必要细分有限元网格，致使效率很低。因此，通常的作法是建立等效拉伸筋阻力模型，为有限元模拟提供准确的边界条件，即拉伸筋阻力。
拉伸筋阻力的计算模型，大体可以分为两种。一是单独对拉伸筋进行有限元模拟，这种方法可以比较直观而准确地反映板材在拉伸筋处的变形过程；另一种方法是建立数学解析模型，根据塑性力学理论并进行必要的简化，推导出拉伸筋阻力的表达式，这种方法比有限元方法更为迅速，而且不会遇到有限元方法中的边界条件不易处理等问题，具有一定的优越性。Wang［2］最早根据平面应变假设推导出一个拉抻筋阻力模型。Levy［3］通过对所做试验数据的拟合，得到一个适合于特定材料的拉伸筋阻力模型。Stoughton［4］根据能量原理，并且引入材料的应变速率敏感性质，推导出一个拉伸筋计算公式。李东升等人［5］根据各个圆角处的平衡方程，采用刚塑性本构关系，推出一个拉伸筋阻力计算方法并与试验进行了对比。长井美宏等人［6］将板料在拉伸筋处的构形简化成圆弧与直线，根据能量最小原理得到这一构形，并进一步确定拉伸筋阻力。在本文中，依据平面应变假设，考虑了材料的各向异性与应变速率敏感，并近似处理了包辛格效应的影响，推导出了一种计算拉伸筋阻力的简便数学解析模型，通过与有关试验结果进行对比，表明了本文提出的解析模型的有效性。
参 考 文 献
1，胡平，李运兴，柳玉起.车身覆盖件成形与模具设计数值仿真一体化技术.见∶全国塑性力学及其应用学术研讨会论文集.长春∶1997
2，Wang N M.A mathematical model of drawbead forces in sheet metal formaing.J.Appl.Metalworking,1982,2∶193～199
3，Levy B S.Development of a predictive model for draw bead restraining forces utilizing work of Nine and Wang.J.Appl.Metalworking,1983,3∶38～44
4，Stoughton T B.Model of drawbead forces in sheet metal forming.Proc.of 15th Biennial IDDRG Cong.Dearborn.MI,1988∶In∶?205～215?
5，李东升，黄小明，胡世光.汽车覆盖件成形中拉延筋约束力的模拟计算.塑性工程学报，1994，1∶59～65
6，长井美宏，永井康友.ビ?ド引拔力のェネルギ?法によ
ゐ近似解析.塑性と加工，1995，36(414)∶755～761
7，Hill R.Theoretical plasticity of textured aggregates.Mathematical Proceedings of Cambridge Philosophical Society,1979,85∶179～191
8，Ragab A R,Abbas A T.Assesment of workhardeing characteristics and limit strains of anisotropic aluminum sheets in biaxial stretching.Int.J,1986,108∶250～255
9，Bressan J D,Williams J A.The use of a shear instability criterion to predict local necking in sheet metal deformation.Int.J.Mech.Sci,1983,25∶155～168
10，Nine H D.Drawbead forces in sheet metal forming.Koistinen D P,Wang N Meds.New York∶Plenum Press 1978∶179～211
全文9页3013字 叙述真切
摘要 采用平面应变假设，通过对板料在拉伸筋处变形过程的分析，并考虑了材料的各向异性、应变速率敏感与包辛格效应，推导出一种计算拉伸筋阻力的简便计算解析模型。将计算结果与有关试验结果进行了对比，证明了该计算方法的有效性。
关键词：平面应变 拉伸筋阻力 各向异性 应变速率敏感 包辛格效应
ASIMPLE MATHEMATICAL MODEL
FOR CALCULATING DRAWBEAD RESTRAINING FORCE
Li Dayong Hu Ping Li Yunxing
（Jilin University of Technology）
Abstract A simple mathematical model for calculating drawbead restraining force is derived by the deformation analysis of sheet metal passing through a drawbead.Plane strain assumption is employed.while the anisotropy,strain rate sensitivity and Bauschinger effect are taken into account.The calculated results are compared with experimental ones correspondingly and the validity of this model is verified.
Key words：Plane strain Drawbead restraining force AnisotropyStrain rat sensitivity Bauschinger effect
0 前言
设置拉伸筋是冲压模具设计中的一个重要组成部分。拉伸筋具有增加变形阻力，控制材料流动方向，防止起皱等作用。近年来，CAD/CAE/CAM技术逐渐应用到冲压模具的设计与制造中［1］。用计算机进行冲压成形的有限元模拟，预测成形结果，可以大大降低成本。但是，由于拉伸筋尺寸相对较小，如果与模具中的其他部分一起进行有限元模拟，势必要细分有限元网格，致使效率很低。因此，通常的作法是建立等效拉伸筋阻力模型，为有限元模拟提供准确的边界条件，即拉伸筋阻力。
拉伸筋阻力的计算模型，大体可以分为两种。一是单独对拉伸筋进行有限元模拟，这种方法可以比较直观而准确地反映板材在拉伸筋处的变形过程；另一种方法是建立数学解析模型，根据塑性力学理论并进行必要的简化，推导出拉伸筋阻力的表达式，这种方法比有限元方法更为迅速，而且不会遇到有限元方法中的边界条件不易处理等问题，具有一定的优越性。Wang［2］最早根据平面应变假设推导出一个拉抻筋阻力模型。Levy［3］通过对所做试验数据的拟合，得到一个适合于特定材料的拉伸筋阻力模型。Stoughton［4］根据能量原理，并且引入材料的应变速率敏感性质，推导出一个拉伸筋计算公式。李东升等人［5］根据各个圆角处的平衡方程，采用刚塑性本构关系，推出一个拉伸筋阻力计算方法并与试验进行了对比。长井美宏等人［6］将板料在拉伸筋处的构形简化成圆弧与直线，根据能量最小原理得到这一构形，并进一步确定拉伸筋阻力。在本文中，依据平面应变假设，考虑了材料的各向异性与应变速率敏感，并近似处理了包辛格效应的影响，推导出了一种计算拉伸筋阻力的简便数学解析模型，通过与有关试验结果进行对比，表明了本文提出的解析模型的有效性。
参 考 文 献
1，胡平，李运兴，柳玉起.车身覆盖件成形与模具设计数值仿真一体化技术.见∶全国塑性力学及其应用学术研讨会论文集.长春∶1997
2，Wang N M.A mathematical model of drawbead forces in sheet metal formaing.J.Appl.Metalworking,1982,2∶193～199
3，Levy B S.Development of a predictive model for draw bead restraining forces utilizing work of Nine and Wang.J.Appl.Metalworking,1983,3∶38～44
4，Stoughton T B.Model of drawbead forces in sheet metal forming.Proc.of 15th Biennial IDDRG Cong.Dearborn.MI,1988∶In∶?205～215?
5，李东升，黄小明，胡世光.汽车覆盖件成形中拉延筋约束力的模拟计算.塑性工程学报，1994，1∶59～65
6，长井美宏，永井康友.ビ?ド引拔力のェネルギ?法によ
ゐ近似解析.塑性と加工，1995，36(414)∶755～761
7，Hill R.Theoretical plasticity of textured aggregates.Mathematical Proceedings of Cambridge Philosophical Society,1979,85∶179～191
8，Ragab A R,Abbas A T.Assesment of workhardeing characteristics and limit strains of anisotropic aluminum sheets in biaxial stretching.Int.J,1986,108∶250～255
9，Bressan J D,Williams J A.The use of a shear instability criterion to predict local necking in sheet metal deformation.Int.J.Mech.Sci,1983,25∶155～168
10，Nine H D.Drawbead forces in sheet metal forming.Koistinen D P,Wang N Meds.New York∶Plenum Press 1978∶179～211
