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轉發自：機床與液壓

作者（zhě）：舒澤泉，史鵬飛（fēi），李宇翔，楊浩，郭首汛，陳（chén）煒

（江蘇大學（xué）機械工程學院，江蘇鎮（zhèn）江212013）

摘要：運用Dynaform軟件建（jiàn）立高（gāo）強鋼板DP590的U形件（jiàn）有限元模（mó）型，進行了（le）恒定壓變（biàn）力、恒定衝壓速度條件下（xià）的回（huí）彈預測，並（bìng）通過相同條件（jiàn）下的（de）實驗（yàn）驗證了回彈預測的準確性。

為實現高強鋼精密衝壓件回彈的智能控製，進行了變衝壓（yā）速（sù）度和變壓邊力條件下（xià）的U形件的拉深試驗。

其試驗結果表（biǎo）明，采用變壓力技術比變衝壓速度技術更能有效地（dì）控製高強鋼（gāng）精（jīng）密衝壓件的回彈。

關鍵（jiàn）詞：高強鋼；回彈；預測；控（kòng）製

中圖分類號：TG386· 3 + 2文獻標誌碼：A文章編（biān）號：1開1一3881（2017）17一117一3

Predication and Control Study Of Springback for Precision Stamping Part with High-strength Steel

SHU Zequan，SHI Pengfei，LI Yuxiang，YANG Hao，GUO Shouxun，CHEN Wei

〈School of Mechanical and Engineenng，Jiangsu University，Zhenjiang Jiangsu 212013，China）

Abstract：A finite element model（FEM）is established for predicting high strength steel DP590 springback Of I-I-shaped part under constant blank holder force and constant stamping speed with using Dynaform software. The expenments were carried out to validate the simulation predictions. In order to realize intelligent control Of high strength steel precision stamping part's springback，the Ushaped part drawmg expenments were carried out under variable blank holder force and variable stamping speed,川results Of expenments show that the springback is smaller when the experiments with effective control Of the variable blank holder force,

1、前言

先進高強鋼板是實現汽車車身的輕量化和提高車身的碰撞安全性的主要材料之一過一2]。

針對先進高強鋼板成形（xíng）出現的成形性問題，采用有限元技術能夠比較精確地對起皺、拉裂以及回彈等成形問題進行預（yù）測

並為先進（jìn）高（gāo）強鋼（gāng）的試驗研究和成形（xíng）工藝研究提供 [ 3 5]mm><1. 4 mm,並采用帶9個積分點的BT.16殼體全積分自適應網格

板料的初始網（wǎng）格尺寸為2 mmo選用 Mat-36號材料模型進行高強鋼板DP590的回彈預測，其中主要的材料參數如（rú）表1所示。

並以U形件的側壁回（huí）彈量作為評價指標，如圖2所示。

表1高強鋼（gāng）DP590基（jī）本力學參數

1有限元（yuán）模型的（de）建（jiàn）立與研究方案設計

1. 1有限元模型的建立

文中建立的U形件及成形（xíng）模具的幾（jǐ）何模型如圖1 所示，其中凸模與凹模的圓（yuán）角半徑均為10mm，凸模與凹模間的單邊間隙（xì）值為6 mm,凸模（mó）的寬度尺寸為 120 mm 拉深高度為50 mmc板料尺寸為280 mmx30

圖1 U形件仿真有限元（yuán）模型 圖2回彈角的定義

1.2、研究方案設計

通（tōng）過板料成形仿真軟件一·DYNAFORM模擬不同壓（yā）邊力與衝壓速（sù）度下的（de）板料（liào）成形過程，研究恒定壓（yā）邊力與衝壓速（sù）度對於高強度（dù）U形件回彈的影響。

通過實衝實驗（yàn），驗證有限元（yuán）技術在進行高強度U形件回彈量預測方麵（miàn）的可靠性。

模擬與實衝的工藝參數如表2所示（shì）。

表2模擬與實衝（chōng）的壓邊力與衝壓速（sù）度參數

此（cǐ）外，通過變壓邊力和變衝壓速度狀態下的U 形件衝壓實（shí）驗，分（fèn）析變衝（chōng）壓工藝參數對回彈量的影響（xiǎng），從而建立高強度（dù）U形件回彈控製方（fāng）法，並確定最（zuì）小回彈量對應壓邊力（lì）和衝壓速度曲線。

文（wén）中（zhōng）采（cǎi）用常用的線性（xìng）函數形式（shì）、二（èr）次函數形式以及階梯函數形式的壓邊力加載曲線和3種不同變化範圍的二次函（hán）數形式的變衝壓速度曲線進（jìn）行高強鋼板（bǎn）U形件實衝試驗

圖3和圖4分別為3種隨衝壓行程變化的壓邊力加載曲線和3種隨（suí）衝壓行程變化的衝壓速度曲線。

2仿真與實驗結果分析

2· 1回彈預（yù）測的可（kě）靠性分析

曲線和（hé）3種隨衝壓行程變化的衝壓速度曲線。

分別記錄下模擬和實衝試驗中，對應不同（tóng）恒定工藝（yì）參數（shù）的U形（xíng）件回彈量並進行對（duì）比（bǐ），見圖5和表3。

由表3可知（zhī），誤差（chà）平（píng）均值小於（yú）7％，波動較小，可知（zhī）通過有限元模（mó）擬所得的回彈量與試驗值在（zài）較小的誤差範圍內具（jù）有較好的吻合度。

因（yīn）此驗（yàn）證通過有限元技術進（jìn）行U形件回彈量預測的可靠性。

此外，通過分析不同（tóng）工藝參數下的回彈量可知，在相同壓邊力（lì）情況下，隨著衝壓速度的升高，U形件回彈量基本（běn）不變；

在相同衝（chōng）壓速（sù）度情況下，隨著壓邊力升高，U形件回彈（dàn）量不斷（duàn）減小且減小幅度增大。

U形件的回彈是由（yóu）於成形結束後（hòu）板（bǎn）料的彈性變形回複造成的，且主要影響部位為側壁和圓角區。

因此，影響U形件回彈量的主（zhǔ）要因素為側壁和圓角區的（de）總變形中彈性變形所占比（bǐ），且製件彈性變（biàn）形量（liàng）取決於材料屈服強度而在常溫

較小應變速率下（xià）材料的屈服強度基本不變，因此在常溫、相同（tóng）拉（lā）深高度下決（jué）定 U形件回彈量的是不同壓邊力和衝壓速度下的U形件側壁和圓角處的總變（biàn）形量。

因此，結合上述實驗結果可知，在壓邊力恒定下，常溫下較小的衝壓速度對 U形件（jiàn）側壁和圓角處的總變（biàn）形量基本無（wú）影響，因此（cǐ）對於U形件的回彈基本無影響；

而當衝（chōng）壓速度恒定下改變壓邊力時，隨壓邊（biān）力增（zēng）大，壓邊處的料流難以流進凹模內，從而使（shǐ）得U形件側壁和圓角處（chù）的（de）板料（liào）充分變形，使得側（cè）壁和圓角處的總變形量增大，從而減小了回（huí）彈量。

綜上可知，在常溫下增大恒定壓邊力可減小U形件的回彈。

由表4可知，在相同變衝壓速度加載曲線下，次壓邊力曲線（xiàn）獲得最大的（de）回（huí）彈量，而階梯壓邊力加載曲線下回彈量最小；

而（ér）在相同壓邊力加載曲線下，隨著衝壓速度變化區間的減小，U形件回彈量增大，即衝壓速度（dù）曲線下的回彈量最小而C3衝壓速（sù）度曲線下的回彈量最大。