基于理想形变理论的有限元逆算法在板料成形中的应用

朱光成，吴建军

（西北工业大学 机电学院，陕西 西安 710072）

基于理想形变理论的有限元逆算法在板料成形中的应用

朱光成，吴建军

（西北工业大学 机电学院，陕西 西安 710072）

基于理想形变理论，研究了金属板料成形的有限元逆算法，并开发了计算程序。采用线性三角形膜单元和厚向异性的刚塑性材料模型，计算了一个带凸缘的方盒形件，并与Dynaform的一步逆向法和增量法的计算结果进行了比较。实例分析结果表明，在工程允许精度范围内，本文方法能够有效分析零件的成形性能。由于该方法计算速度快，所以可用于零件的早期设计。

机械制造；板料成形；理想形变理论；有限元

1 引言

随着计算机技术的迅速发展和有限元理论的日趋成熟，有限元方法在坯料计算及板料成形中的应用越来越广泛。目前，常用的板料成形数值模拟方法主要有两种：基于增量理论（又称流动理论）的有限元增量法和基于全量理论（又称形变理论）的有限元逆算法。增量法可以全面考虑各种影响因素，是目前比较精确的方法。但在产品及工艺设计的早期阶段，通常只有产品形状而无模具信息，因而，使用增量法进行数值模拟比较困难。对设计人员来讲，最重要的是如何根据产品或已经完成工艺补充的冲压件几何形状来快速预测它的毛料展开形状和零件的厚度分布等信息，以此来预测零件的可成形性和工艺的可加工性。因此，K.Chung和O.Richmond将形变理论与极值功路径相结合，提出了理想形变的概念[1]。……