船体弯梁冲压成型模拟仿真分析.pdf

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1、第37卷第7期2015年7月舰船科学技术SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYV01．37，No．7Jul．，2015船体弯梁冲压成型模拟仿真分析吴仲华(中石化胜利石油工程公司钻井工艺研究院，山东东营257017)摘要：某船用弯梁在冲压拉伸过程中，经常会出现结构裂纹，使弯梁结构疲劳寿命受到较大的影响。为此，本文基于Hypermesh软件建立某船用弯梁结构冲压有限元模型，根据弹塑性材料模型对弯梁结构冲压过程进行仿真计算，计算过程收敛。研究表明：在拉伸过程中，梁两端面处应变幅值最大，拉伸过程中弯梁首先在该处

2、产生初始裂纹。其次是各圆角处，应变在整个梁长度圆角上均有较多分布。因此，在结构设计时，应当首先考虑在不显著削弱弯梁支撑刚度的前提下，减少弯梁拉伸高度，这对减小弯梁两端面应变幅值具有较大的改进作用。其次，应当尽量增大弯梁圆角值，圆角越小，板料受到的摩擦力越大，材料滑动特性越差，增大弯梁圆角，能够使板料在拉伸过程中具有较好的滑动特性，这对于改善材料受力均匀性具有较大的作用。关键词：弯梁；冲压；有限元；疲劳中图分类号：U664．21文献标识码：A文章编号：1672—7649(2015)07—0184—04doi：10．

3、3404／j．issn．1672—7649．2015．07．043HullbendingstampingformingsimulationanalysisWUZhong—hua(DrillingTechnologyResearchInstitute，SinopecOilfieldServiceShengliCorporation，Dongying257017，China)Abstract：ThecurvedbeamoftenOCCUrcrackduringthestampingprocess，thiswillgr

4、eatlyinfluencethefatiguelifeofthestructure．Therefore，inthispaper，weestablishedthestampingfiniteelementmodelofbeamstructurebasedontheHypermeshsoftware．Accordingtotheelastic-plasticmaterialmodel，wecalculatedthestampingprocessofthecurvedbeamstructure，andthecalcu

5、lationconvergedfinally．Studiesshowthat：inthedrawingprocess，bothendsofthebeamhavethemaximumstrainamplitudeandwillreduceainitialcrackthere．Secondisthefillet，thewholebeamlengthhavethestraindistribution．Therefore，inthedesignofstructure，weshouldreducethebendinghei

6、ghtofthebeamwiththeconsiderationofnotsignificantlyweakenthebeamstiffness，andthiswillgreatlyimprovetheplanestrainofthebeam．Secondly，shouldtrytoreducethebendingbeamradius，thesmallerradiusis，thegreaterfrictionwillbe，andtheslidingcharacteristicswillbeworse．Increa

7、sesthebendingbeamradiuswillmakethesheethasgoodslidingpropertiesduringthestretchingprocess，whichcanimprovethematerialstressuniformity．Keywords：curvedbeam；stamping；finiteelementmethod；fatigue0引言冲压工艺作为一种高效的结构加工方法，受到了广泛的关注。很多学者致力于冲压工艺涉及的各类问题研究。包括结构参数(板料厚度、结构圆角、胚料

8、大小，材料参数)对冲压回弹现象的影响、模具钢性能、冲压数值计算研究等。其中，冲压数值计算是一个新兴领域，由于材料冲压加工不同于机械加工方法，加工出的零部件总会存在着一定的形状误差、尺寸误差、方位误差，或者是各类误差的综合。为了减少这类误差对零件装配或者使用的影响，往往是首先根据零件设计其模具结构，并进行首件试冲。获得零件样品后，对该样品进行测量，获得其相对误差。然后根据该