5.3.1　应变分布

由于仅使用水平和垂直液压缸进行拉力加载，首先需要计算最小水平预拉力，以避免夹料机构与模具发生碰撞。通过大量数值模拟研究后发现，当水平预拉力为20kN时可避免夹料机构与模具边缘发生碰撞。基于此，选用4个量级的水平预拉力25kN、30kN、35kN和40kN研究水平预拉力对拉应变的影响。数值模拟结果显示：当垂直液压缸施加的拉力达到27kN时，所有水平预拉力条件下的板料均能与模具完全贴合，表明在一定水平预拉力范围内，板料与模具贴合时所需要的垂直拉力相差不多。

图5.4为不同预拉力时模拟件的拉应变分布云图。可以看出，模拟件成形区中间部位的最大拉应变随着预拉力的增加而增加，但是在成形区边缘部位的拉应变并没有随水平预拉力的增加呈现显著的增加趋势，这是因为拉伸成形可近似看作板料的平面应变状态，随着拉应变的增加必然导致成形区边缘材料的横向收缩，因此不会使板料成形区边缘部位出现较为显著的拉应变增加现象。

为定量衡量水平预拉力对拉应变的影响，图5.5给出了模拟件标记线上的应变分布。由图5.5（a）可知，对于不同预拉力的模拟件，在OB线上的拉应变均随着y坐标的增加表现为先增大后减小的趋势；在拉应变达到最大值之前（y≈500mm），拉应变均布程度随着预拉力的增加呈递减趋势，在超过最大应变值之后（y＞500mm），拉应变均布程度大致相当。由图5.5（b）可知，AC线上拉应变在整体上表现为随着预拉力的增加呈递增趋势；当y＜400mm时，拉应变均布程度随着预拉力的增加呈现为明显的递减趋势；当y＞400mm时，AC线上的拉应变都相对较小，但其均布程度相对较高，其中预拉力为40kN时拉应变均布程度最差。图5.6为不同水平预拉力时模拟件成形区的拉应变均方差。可以看出，拉应变均方差大致与预拉力大小呈正比例关系，预拉力越大拉应变均方差越大，表明预拉力越大成形件的拉应变均布程度越低。

图5.4　不同预拉力时模拟件的拉应变分布云图(https://www.daowen.com)

图5.5　模拟件标记线上的应变分布

图5.6　不同水平预拉力时模拟件成形区的拉应变均方差