4.4.2 应力分布
图4.11~图4.13分别为过渡区长度分别为0mm、30mm、300mm时模拟件上下表面的等效Mises应力云图。可以看出,过渡区长度相同时,模拟件上下表面的等效应变均相差不多。对比分析这3张图可知,过渡区长度为0mm时,模拟件边缘部位的等效Mises应力最大,过渡区长度为300mm时模拟件中间部位的等效Mises应力最大,这是由于当过渡区长度较小时,板料中间部位先与模具贴合,板料边缘部位若要与模具贴合就需要产生较大的变形,因此迫使与钳口前端接触区域的板料产生了较大的变形;当过渡区长度较大时,板料成形区边缘部位容易产生失稳起皱,必须施加更大的拉力才能使板料完全贴模,导致成形区边缘部位材料向中间收缩,降低了成形区边缘部位的等效应力,增加了成形区中间部位板料的等效应力。

图4.11 过渡区长度0mm时模拟件的等效应力

图4.12 过渡区长度30mm时模拟件的等效应力

图4.13 过渡区长度300mm时模拟件的等效应力(https://www.daowen.com)
为证实上述说法,图4.14给出了不同过渡区长度时成形结束后板料的横向位移量云图。可以看出,过渡区长度为0mm时,板料成形区中间部位板料朝内的收缩程量最小;过渡区长度越大,成形区中间部位板料朝内的收缩量越大。

图4.14 不同过渡区长度时模拟件成形区的横向位移量云图
为定量评估成形结束后、不同过渡区长度时成形区材料的横向流动,图4.15给出了标记线OA和AC(图4.7)的横向位移分布。由图4.15(a)可知,OA线上的最大横向位移量均发生在A点,且过渡区长度越大则A点的横向位移量越大。由图4.15(b)可知,当过渡区长度为0mm时,AC线的横向位移随坐标值增加呈增大趋势,这是因为过渡区长度较小时,板料与模具完全贴合时需要的拉力较小,致使A点附近材料的横向收缩量较小;另外,在过渡区长度较小时,成形区中间部位材料的失稳可能降低,导致A点附近板料先与模具贴合,其与板料之间的摩擦进一步减弱了其横向收缩,而C点附近材料由于传力区较小,加剧了其横向收缩。当过渡区长度为300mm时,AC线的横向位移量随坐标值增加呈减小趋势,这是因为过渡区长度较大时,板料与模具贴合时需要的拉力较大,导致A点附近的收缩量较大;另外,由于在成形过程中传力区长度较大,限制了C点区域的横向收缩,从而降低了C点附件材料的横向收缩。当过渡区长度为30mm时,AC线材料的横向收缩量相对均匀。

图4.15 标记线上的横向位移分布