0 引 言

因環(huán)保及行車安全問題日益嚴(yán)重，汽車節(jié)能減排要求日益嚴(yán)格，倒逼汽車整車的輕量化及安全性水平不斷提升。高強(qiáng)鋼因其吸能性好，綜合性能較優(yōu)，廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)領(lǐng)域

，并被認(rèn)為是未來(lái)汽車輕量化材料的重要發(fā)展方向之一

。

不僅如此，支股或條目的內(nèi)容可以隨意變更或增刪，使傳統(tǒng)小學(xué)數(shù)學(xué)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被一個(gè)脆弱的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)所取代；給課程標(biāo)準(zhǔn)的制定者提供了很大的空間與自由度，以進(jìn)行所謂的‘創(chuàng)新’，從而設(shè)計(jì)出了諸多不同版本的‘發(fā)現(xiàn)式數(shù)學(xué)’.

因高強(qiáng)鋼的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度較高，變形極限范圍較窄，沖壓過程中易出現(xiàn)起皺、開裂等問題

，此外，高強(qiáng)鋼板料在彎曲成形過程中會(huì)出現(xiàn)回彈現(xiàn)象?；貜椓看笠讓?dǎo)致沖壓件的形狀尺寸精度降低、表面質(zhì)量下降、零件后續(xù)裝配困難等問題

。板料在沖壓過程中出現(xiàn)的回彈難以避免，目前難以通過工程經(jīng)驗(yàn)或理論計(jì)算對(duì)回彈進(jìn)行有效控制，這對(duì)模具研發(fā)及零件精度控制提出了新的挑戰(zhàn)

。研究發(fā)現(xiàn)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及有限元理論的不斷進(jìn)步，數(shù)值模擬技術(shù)在減少產(chǎn)品研發(fā)周期、新產(chǎn)品開發(fā)等領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛，并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。在沖壓領(lǐng)域，利用Dynaform有限元分析可對(duì)回彈區(qū)域和回彈量進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)，為后續(xù)進(jìn)行回彈補(bǔ)償、修模工作提供依據(jù)。

相對(duì)于傳統(tǒng)高強(qiáng)度鋼板，雙相高強(qiáng)鋼具有屈服強(qiáng)度低、初始加工硬化指數(shù)高等特點(diǎn)，且成形性能相對(duì)更優(yōu)，成為制造汽車零件的理想材料。目前已成為應(yīng)用最廣泛的高強(qiáng)鋼鋼種之一。現(xiàn)針對(duì)DP590雙相高強(qiáng)鋼U形零件成形及回彈過程進(jìn)行分析，采用數(shù)值模擬方法探究不同試驗(yàn)條件下DP590高強(qiáng)鋼U形件回彈結(jié)果，探究DP590高強(qiáng)鋼回彈影響因素的規(guī)律，為優(yōu)化DP590高強(qiáng)鋼零件工藝設(shè)計(jì)、減小沖壓零件回彈量提供參考。

方案2，在實(shí)驗(yàn)室栽植收割后的小麥莖稈，按田間種植行距進(jìn)行模擬，栽培分布圖如圖5所示，單位cm。用該測(cè)量系統(tǒng)對(duì)模擬區(qū)域進(jìn)行反復(fù)測(cè)量，設(shè)定一定的電機(jī)轉(zhuǎn)速使滑塊在導(dǎo)軌上勻速運(yùn)行，正反向連續(xù)重復(fù)測(cè)試10次。

由表5可知，當(dāng)摩擦系數(shù)在0.025～0.275變化時(shí)，回彈角度最大變化幅度為4.676°，說(shuō)明摩擦系數(shù)的控制對(duì)于回彈角度的影響較為明顯。由圖7可知，板料的回彈角度隨著摩擦系數(shù)的增加呈先增大后減小的趨勢(shì)。造成上述現(xiàn)象的原因：在初始情況下，由于摩擦系數(shù)小，材料的摩擦阻力就小，板料的成形過程以彎曲為主，回彈量大；隨著摩擦系數(shù)逐漸增大，材料的摩擦阻力也隨之增加，當(dāng)摩擦阻力足夠大時(shí)，板料的邊緣部分難以移動(dòng)，零件的成形過程以塑性變形為主，當(dāng)凸模被卸載后，板料會(huì)釋放較小的彈性勢(shì)能，因此板料產(chǎn)生的回彈會(huì)隨之減小。

1 試驗(yàn)材料

1.1 材料性能參數(shù)

試驗(yàn)研究的是DP590高強(qiáng)鋼，其化學(xué)成分如表1所示，性能參數(shù)如表2所示。

以GB/T 228.1-2010試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)開展拉伸試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線，如圖1所示。

1.2 應(yīng)力應(yīng)變曲線

相比起其他行業(yè)，跨境電商所需的人力、物力和財(cái)力都不算很大，從事跨境電商工作并不復(fù)雜。高校應(yīng)提倡學(xué)生在校內(nèi)搞跨境電商創(chuàng)業(yè)實(shí)踐。

2 有限元模型的建立

2.1 模型建立

采用DP590高強(qiáng)鋼厚度為1.2 mm，摩擦系數(shù)為0.125，在凸、凹模間隙（

）為1.2 mm的條件下探究壓邊力對(duì)回彈的影響規(guī)律。壓邊力依次從10～120 kN進(jìn)行成形回彈模擬設(shè)置。模擬得到的壓邊力對(duì)回彈角度影響如表4、圖6所示。

2.2 回彈原因及評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

板料在沖壓過程中會(huì)產(chǎn)生大量的彈性變形能，在沖壓結(jié)束階段，由于載荷的卸載會(huì)使之前產(chǎn)生的彈性變形能釋放，使內(nèi)應(yīng)力發(fā)生重組，由此改變了零件的形狀，板料就產(chǎn)生了回彈缺陷。

由圖6可知，零件的回彈角度表現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。由表4可知，當(dāng)壓邊力在10～120 kN變化時(shí)，回彈角度最大變化幅度為5.216°，說(shuō)明壓邊力的控制對(duì)于回彈角度的影響較為明顯。

3 回彈角度影響因素探究

多年來(lái)，在上海市合作交流辦的大力支持和滬滇雙方的共同推動(dòng)下，滬滇兩省市之間加強(qiáng)高層互訪和企業(yè)交流，積極推進(jìn)“滬企入滇”，滬滇經(jīng)濟(jì)合作得到有效推進(jìn)，滬企投資云南熱度持續(xù)上升，合作領(lǐng)域不斷拓展，上海企業(yè)在滇投資逐年穩(wěn)步增長(zhǎng)，為云南省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。2011年至2017年，上海在滇共實(shí)施合作項(xiàng)目到位資金1096億元，年均增幅41.1%；今年上半年，上海企業(yè)在滇投資項(xiàng)目達(dá)156個(gè)，截至10月，上海企業(yè)在滇實(shí)際到位省外資金370.4億元。

3.1 壓邊力的影響

依據(jù)NUMISHEET2011國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)案例以及實(shí)際生產(chǎn)中常用的梁類件的尺寸，確定U形件所用板料尺寸為100 mm×360 mm×1.2 mm，裝配二維結(jié)構(gòu)如圖2所示，模具零件各部分的幾何尺寸如表3所示。依據(jù)圖紙?jiān)赨G NX軟件中完成建模，裝配爆炸結(jié)構(gòu)如圖3所示。然后將其導(dǎo)入Dynaform處理，對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分和基本工藝參數(shù)設(shè)置，如圖4所示。

現(xiàn)選擇用U形件中部截面衡量回彈情況，如圖5所示。通過測(cè)量面

與面

夾角

的余角

表征回彈大小，

角度越大，表示回彈幅度越大。

造成上述現(xiàn)象的原因：當(dāng)壓邊力較小時(shí)零件成形以彎曲為主，板料在凸模的作用下產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，凸模卸載以后彎曲應(yīng)力被釋放，導(dǎo)致回彈增大；當(dāng)壓邊力增大到一定程度時(shí)，材料的塑性變形量增加，使板料彈性變形的釋放量減小，回彈也因此減小。

3.2 摩擦系數(shù)的影響

在壓邊力為40 kN及凸、凹模間隙為1.2 mm的條件下探究摩擦系數(shù)對(duì)回彈的影響規(guī)律，摩擦系數(shù)由0.025～0.275依次進(jìn)行成形模擬回彈，得到的摩擦系數(shù)對(duì)回彈角度影響如表5、圖7所示。

由圖2可知，因素A與B、因素A與C、因素B與C的交互作用均顯著。圖2A、B提示，OD在因素A與B的交互作用下，隨二者的增大而出現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)；圖2C、D提示，OD在因素A與C的交互作用下，隨二者的增大也出現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)；圖2E、F提示，OD在因素B與C的交互作用下，隨二者的增大而增大。

影響沖壓件回彈的因素主要有模具結(jié)構(gòu)、板料形狀及力學(xué)性能、沖壓工藝參數(shù)。針對(duì)U形件結(jié)構(gòu)及沖壓過程特點(diǎn)，選取了壓邊力、摩擦系數(shù)、板料厚度、凸模圓角半徑等4個(gè)主要因素，探究不同因素對(duì)回彈角度變化的影響規(guī)律。

遼寧軌道交通職業(yè)學(xué)院采用奧威亞高清錄播系統(tǒng)，投資30余萬(wàn)元，錄播教室總面積為50余平方米，學(xué)生座位近30個(gè)，位于學(xué)院圖書館位置相對(duì)封閉的房間，授課教師可以在不受外部影響的情況下開展教學(xué)活動(dòng)。

3.3 板料厚度因素的影響

在壓邊力為40 kN及凸、凹模間隙為1.2 mm、摩擦系數(shù)為0.125、凸模半徑為

5 mm的條件下探究板料厚度對(duì)回彈的影響規(guī)律，板料厚度從1.0～1.8 mm依次進(jìn)行成形模擬回彈，得到的厚度對(duì)回彈角度的影響如表6、圖8所示。

由表6可知，當(dāng)板料厚度在1.0 mm～1.8 mm變化時(shí)，回彈角度最大變化幅度達(dá)8.511°，在選定4個(gè)因素中回彈角度變化幅度最大，說(shuō)明板料厚度的控制對(duì)于回彈角度的影響相對(duì)最為明顯。由圖8可知，板料的回彈角度會(huì)隨著板料厚度的增加而減小。這主要是因?yàn)樵谕鼓A角保持不變的情況下，板料越厚，其彎曲半徑與板厚之比就越小，因此板料的彎曲變形相對(duì)較小，彈性變形在總變形程度中所占比例較低，當(dāng)凸模被卸載后，板料產(chǎn)生的回彈也隨之減小。

3.4 凸模圓角半徑的影響

在壓邊力為40 kN，摩擦系數(shù)為0.125的條件下探究凸模圓角半徑對(duì)回彈的影響規(guī)律，凸模圓角半徑由

3～7 mm依次遞增進(jìn)行成形模擬回彈，得到的凸模圓角半徑對(duì)回彈角度的影響如表7、圖9所示。

由表7和圖9可知，凸模圓角半徑由3 mm增大至7 mm時(shí)，回彈角度由6.388°增加至8.553°，這是由于隨凸模圓角半徑增大，與板料接觸的圓角區(qū)域隨之增大，彎曲變形也隨之增大，回彈呈增加趨勢(shì)。由表7可知，當(dāng)凸模圓角半徑在3～7 mm變化時(shí)，回彈角度最大變化幅度僅為2.165°，在選定4個(gè)因素中回彈角度變化幅度最小，說(shuō)明其影響最小。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用數(shù)值模擬并結(jié)合實(shí)際工況分析了不同試驗(yàn)因素對(duì)高強(qiáng)鋼U形件回彈的影響，得到如下結(jié)論。

（1）隨著壓邊力的增大，高強(qiáng)鋼U形件回彈呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，在生產(chǎn)過程中可依據(jù)實(shí)際條件適當(dāng)加大壓邊力。

馮可兒往椅背上一仰，碩大的胸部挺得老高，聲音的底氣也顯得更足了一些：老娘的聲音所向披靡，攻無(wú)不克戰(zhàn)無(wú)不勝，我判斷啊，他們已經(jīng)動(dòng)心了。

（2）隨著摩擦系數(shù)的增大，高強(qiáng)鋼U形件回彈呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。因此在零件實(shí)際的生產(chǎn)中，可以采用合適的摩擦系數(shù)以達(dá)到減小回彈的目的。

（3）隨著板料厚度的增厚，高強(qiáng)鋼U形件回彈呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)。因此可在工藝允許范圍內(nèi)適當(dāng)增厚板料厚度，有效抑制回彈的增大。

（4）隨著凸模圓角半徑的增大，高強(qiáng)鋼U形件回彈呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，但回彈角度整體增加不明顯。

（5）在選定的參數(shù)范圍內(nèi)，不同參數(shù)對(duì)回彈角度的影響不相同，板料厚度最為明顯，壓邊力次之，摩擦系數(shù)略低于壓邊力，凸模圓角半徑影響最小。

由以上的試驗(yàn)結(jié)論可以看出，在實(shí)際的生產(chǎn)中，為了有效控制回彈，可結(jié)合實(shí)際情況，利用數(shù)值模擬技術(shù)對(duì)其影響因素進(jìn)行有效探究，為實(shí)際工藝的制定提供參考。

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