Nel processo di produzione di prodotti in metallo, la tecnologia di formatura dei metalli gioca un ruolo cruciale. Tra questi, la lavorazione della lamiera è un metodo comune di formatura dei metalli, che copre una varietà di processi come l'imbutitura profonda e lo stampaggio dei metalli. L'imbutitura profonda del metallo è il processo di allungamento del foglio attraverso lo stampo per imbutitura profonda per formare la forma desiderata, mentre lo stampaggio del metallo è il processo di utilizzo dello stampo per stampaggio per pressurizzare il foglio per ottenere lo stampaggio del prodotto.
La piastra composita metallica combina le diverse proprietà dei metalli degli elementi del gruppo e offre buone prestazioni globali. Le lastre composite nella produzione, soprattutto nel processo di imbutitura profonda, a causa della mancanza di teoria ed esperienza come guida, dovranno affrontare alcuni problemi di difetti di stampaggio, come rottura di un singolo strato, rottura dell'intero strato, rughe e così via. La formatura per imbutitura profonda di piastre composite è influenzata da molti fattori, come il raggio del raccordo dello stampo concavo, il gioco dello stampo convesso-concavo e la profondità dello stampo.
Diametro, gioco dello stampo convesso-concavo, forza di crimpatura, velocità di imbutitura profonda, ecc., la selezione di parametri di processo ragionevoli può ottenere una migliore qualità di formatura, migliorare la durata dello stampo, migliorare l'efficienza economica delle imprese.
Migliorare l’efficienza economica dell’impresa. La piastra composita è un nuovo tipo di materiale, i parametri del processo di imbutitura profonda sul
L'impatto dei parametri del processo di imbutitura profonda sui risultati dello stampaggio è meno studiato. In questo articolo, indaghiamo principalmente i principali problemi tecnici nella simulazione numerica dell'imbutitura profonda di una piastra composita a tre strati in acciaio inossidabile/alluminio/acciaio non induttivo e prendiamo come oggetto un vaso Φ14 cm×9 cm per studiare gli effetti del raggio della matrice concava, del gioco della matrice convesso-concava, della forza di crimpatura, della velocità di imbutitura profonda sulla velocità massima di assottigliamento della piastra composita.
Studiare l'influenza del raggio dello stampo, del gioco dello stampo, della forza di pressione e della velocità di imbutitura profonda sulla velocità massima di assottigliamento della lamiera composita e ottimizzare questi 4 parametri di processo mediante test ortogonale, che fornisce riferimento per la produzione effettiva della fabbrica.1 Tecnologia chiave nella simulazione numerica dell'imbutitura profonda di lastra composita
1.1 Elaborazione della connessione da strato a strato di piastra composita
Il materiale della piastra composita a tre strati studiato e lo spessore dei tre strati sono: acciaio inossidabile 430 (0,6 mm) + alluminio 1050 (1,8 mm) + acciaio inossidabile 304 (0,4 mm), lo spessore totale di 2,8 mm. L'acciaio inossidabile 430 ha una conduttività magnetica, come lo strato esterno delle parti, che può essere utilizzato per il riscaldamento a induzione; L'acciaio inossidabile 430 ha una buona resistenza alla corrosione, come lo strato interno delle parti; lo strato centrale in alluminio 1050 ha una buona conduttività termica. Nella simulazione numerica della piastra composita, la connessione tra gli strati della piastra composita e gli strati è la chiave della simulazione numerica. In Abaqus/CAE è presente uno speciale modulo di modellazione e progettazione di piastre composite Composites Layup, per ogni strato è possibile selezionare l'area di applicazione dello strato, l'uso dei materiali, l'angolo, lo spessore, ecc.; modulo di post-elaborazione, è possibile visualizzare ogni strato nella direzione dello spessore dei diagrammi nuvola di sollecitazione, spostamento, ecc., ma anche visualizzare la direzione dello spessore della piastra composita della curva di cambiamento variabile [10], quindi l'uso della connessione dello strato di layup è la chiave per la simulazione numerica. Pertanto, il metodo di connessione Layup layup viene utilizzato per gestire l'acciaio inossidabile/alluminio/acciaio inossidabile
La connessione della piastra composita a tre strati. Nella configurazione, viene creato prima uno strato di unità shell, quindi il modulo Layup viene utilizzato per impostare il numero richiesto di strati e assegnare le proprietà del materiale a ciascuno strato.
1.2 Confronto tra metodi di modellazione per piastre composite
Dal punto di vista macroscopico la lastra composita può essere considerata un tutto, mentre dal punto di vista microscopico può essere considerata come una sovrapposizione di strati con diverse proprietà del materiale.
Da un punto di vista macroscopico la lastra composita può essere considerata un tutto, mentre da un punto di vista microscopico può essere vista come una sovrapposizione di strati con diverse proprietà del materiale.
Uno è il modello intero e l'altro è il modello a piastre composite. Il modello complessivo è la piastra composita a tre strati equivalente allo stesso materiale, modellata come una piastra a strato singolo e fornisce i parametri delle proprietà meccaniche complessive. Nel modello a piastra composita, viene stabilita un'unità di guscio a strato singolo, quindi nel modello di materiale viene stabilita un'unità di guscio a strato singolo.
blocco, i parametri delle proprietà del materiale di ciascuna struttura a strati vengono inseriti in sequenza secondo l'ordine dei layup. I due metodi precedenti sono modellati e simulati numericamente, e i risultati della simulazione vengono confrontati con lo spessore come indice di valutazione, e l'accuratezza dei due modelli viene giudicata in base ai risultati sperimentali.
3 Ottimizzazione dei parametri del processo di imbutitura e formatura Oggetto di studio
Cioè, i parametri di processo ottimali del vaso Φ14 cm×9 cm 3.1 Determinazione dello schema sperimentale ortogonale Gli esperimenti ortogonali prendono quattro parametri di processo come variabili di ottimizzazione, vale a dire velocità di stampaggio, forza di crimpatura, raggio dei raggi della matrice concava e concava e spazio tra matrici convesse e concave, e prendono il tasso di riduzione massimo come obiettivo di ottimizzazione. La simulazione e l'analisi numerica vengono eseguite utilizzando quattro fattori e quattro livelli, e i livelli di ciascun fattore sono determinati in base ai risultati della simulazione e dell'analisi a fattore singolo: raggio della matrice concava r: 12, 15, 18, 21 mm; gioco matrice concava/concava Z: 3,2, 3,3, 3,4, 3,5 mm; forza di crimpatura F: 50, 83, 116, 149 kN; e velocità di imbutitura v: 10, 20, 30, 40 mm/s. 3.2 Risultati sperimentali ortogonali e analisi di quattro fattori e quattro livelli di 16 gruppi di risultati sperimentali ortogonali del tasso di diradamento massimo.3.2.1 Analisi della varianza A causa dell'influenza di una varietà di fattori, i dati dello studio esistono nella volatilità delle fluttuazioni, la causa delle fluttuazioni può essere un fattore casuale incontrollabile, oppure lo studio dell'imposizione dei risultati della formazione delle fluttuazioni potrebbe non essere controllato.
fattori controllati imposti nello studio che hanno un impatto sui risultati [11]. Al fine di indagare se i risultati precedenti siano causati da errori casuali o da variazioni nei parametri di formatura e quali parametri abbiano un effetto significativo sui risultati di formatura, i risultati delle prove ortogonali sono ora sottoposti ad analisi della varianza (ANOVA). La tabella ANOVA per il tasso di assottigliamento massimo è mostrata nella Tabella 4. Confrontando il quadrato medio MS e il quadrato medio dell'errore e nella Tabella 4, si può vedere che il quadrato medio MS di ciascun fattore è maggiore del quadrato medio dell'errore e, il che indica che le differenze nei dati del test ortogonale sono principalmente causate da cambiamenti nei fattori; e confrontando il valore F con il valore critico di F, se il valore F è maggiore del valore critico, indica che il fattore ha un effetto significativo sui risultati di stampaggio, altrimenti non è significativo sui risultati di stampaggio. L'effetto del raggio del raccordo dello stampo concavo e della forza di crimpatura sulla velocità massima di assottigliamento è significativo. Inoltre, confrontando i corrispondenti valori F di ciascun parametro di processo, si può vedere che l'ordine di influenza di ciascun parametro di processo sulla velocità massima di assottigliamento è il seguente: raggio della matrice concava > forza di crimpatura > gioco della matrice convesso-concava > velocità di imbutitura profonda.