摘要 研究某傳感器外殼拉深過程，并對其拉深過程進行計算機數(shù)值模擬分析，以揭示未來的汽車用傳感器技術總的發(fā)展趨勢：微型化、多功能化、集成化和智能化。

關鍵詞 傳感器外殼；拉深過程；數(shù)值模擬

中圖分類號 TP212 文獻標識碼 A 文章編號 1671-489X（2008）12-0091-02

油箱液位傳感器是將油箱內(nèi)的油液高度通過機械元件（浮子）隨液的升降而升降的機械信號轉(zhuǎn)變成電信號，再將此電信號轉(zhuǎn)變成機械信號并顯示于駕駛室內(nèi)的油量表上。要求浮子隨液位的變化做出準確的反應，同時機械信號與電信號之間的相互轉(zhuǎn)換不能失真。因此，要求傳感器零件具有一定的精度與質(zhì)量。圖1為原理圖。

本文是為圖2中的圓筒件的拉深過程進行計算機數(shù)值模擬分析。

1 概述

金屬塑性加工的變形過程是一個非常復雜的非線性過程，除了幾何非線性，還有復雜的邊界接觸條件非線性。其變形機理非常復雜，難以用準確的數(shù)學關系式來進行描述。隨著金屬塑性成型技術的日益發(fā)展，人們對其在成型過程中的變形規(guī)律和變形力學的分析越來越重視。近年來，隨著計算機技術的迅速發(fā)展，有限元法作為一種非常有效的數(shù)值計算方法，在塑性成型領域得到廣泛應用，已經(jīng)成為求解金屬變形過程中應力、應變、溫度等分布規(guī)律，進行模具受力分析及預測金屬成型缺陷的重要工具之一。

2 數(shù)值模擬過程

應用eta/LS-DYNA對厚度為2 mm的板料SPEC鋼的拉深過程進行數(shù)值模擬。具體模擬過程：首先，CAD建?！鷈ta/DYNAFORM前處理（進行有限元網(wǎng)格剖分→定義接觸界面→定義材料性質(zhì)），之后進行加載和求解（施加約束、載荷，給定邊界條件→設置求解過程控制參數(shù)→選擇輸出文件及時間控制→調(diào)用LS-DYNA求解），最后進行后處理（LS-PREPOST）。

本文建立的有限元模型如圖3所示：采取了1/2對稱處理，減少計算的時間。

3 CAD建模

模擬過程中使用的是 SPEC軋制板材，厚度為2 mm，坯料直徑為140 mm。模擬過程中的工藝參數(shù)：彈性模量E 為2.07 GPa，泊松比γ為0.28。筒形件有限元計算模型如圖4所示。

零件幾何形狀由PRO/E軟件建立，直接生成片體，轉(zhuǎn)化成igs 文件導入到有限元分析軟件中。該模型中坯料的有限元網(wǎng)格是用有限元分析軟件的自動生成網(wǎng)格命令生成的。在有限元分析軟件中定義凸模、凹模和壓邊圈等沖壓工具以及毛坯，并調(diào)整它們間的相對位置；定義拉延和接觸類型、摩擦系數(shù)、沖壓速度和壓邊力等工藝參數(shù)；給毛坯賦予材料和特性數(shù)據(jù)，同時定義毛坯邊界條件。模擬中涉及的性能參數(shù)如圖5所示。

4 結(jié)論

CAD建模后，經(jīng)過本構(gòu)方程模型的確定、網(wǎng)格劃分、求解控制、后處理等過程，可以動態(tài)顯示圓筒件的拉深過程的應力、應變、變薄等變化情況。