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杯突实验仿真模拟简介

发表时间: 2010/7/15 作者: 王毅 来源: e-works
杯突试验又称埃里克森试验(Erichsen test)或埃氏杯突试验,是薄板成形性试验中最古老、最普及的一种。试验时,用球头凸模把周边被凹模与压边圈压住的金属薄板顶入凹模,形成半球鼓包直至鼓包顶部出现裂纹为止。本文使用SolidWorks建立仿真所需要的模型,并在常温、250度、300度、400度、450度的环境下测得杯突值。
 

1 杯突实验简介
    杯突试验又称埃里克森试验(Erichsen test)或埃氏杯突试验,是薄板成形性试验中最古老、最普及的一种。试验时,用球头凸模把周边被凹模与压边圈压住的金属薄板顶入凹模,形成半球鼓包直至鼓包顶部出现裂纹为止。
    试验用φ20mm的硬钢球或半球凸模4,将金属板料2压入内径27mm、圆角半径0.75mm的凹模1,板料边缘在凹模和压边圈3之间压紧。为防止边缘金属向凹模内流动,板料尺寸应足够大。试验时,金属板料被凸模顶成半球鼓包。取鼓包顶部产生颈缩或有裂纹出现时的凸模压入深度作为试验指标,称为杯突值或IE值,以mm为单位。决定试验指标的依据是最大载荷。当不能确定最大载荷时,可以采用可见(透光)裂纹发生时凸模压入深度作为指标。但用可见裂纹法测定的数值比最大载荷法测定的数值要大0.3~0.5mm。
    当润滑条件良好时,鼓包顶部的应变状态接近于等双向拉伸。因此,杯突值可以用来评价板材的胀形性能,IE值与硬化指数n值及总延伸率有一定相关性。
    试验条件对,IE值的影响较大。破裂点确定、工具尺寸、表面粗糙度、压边力、润滑、凸模压入速度等因素的变化都会使试验值产生波动。操作偏差和设备偏差也影响试验值。因此该试验有被极限拱顶高度试验替代的趋势。
2 模拟建模
    首先安装杯突实验的要求,建立仿真所需要的模型(使用SolidWorks建立):如下图:

      

    为简化仿真运算过程,只使用1/4模型。
3 仿真分析
3.1 导入模型

  

3.2 划分网格

 

3.3 条件设置

 

3.4 提交运算

    分页

4 结果分析

    

4.1 常温结果
A常温FLD

  

B杯突值:(11.286)

 

4.2 250度结果
A:FLD

  

B:杯突值:10.399

 

4.3 300度结果
A:FLD

 

B:杯突数值 9.53

    分页

4.4 350度结果
FLD

 

杯突值(8.86)

 

4.5 400度结果
FLD

 

杯突值(8.382)

 

4.6 450度结果
FLD

 

杯突值 7.85

 

5 总结

 

    以上操作仅演示分析仿真过程,无任何实际的学术价值。



责任编辑:杜凯