弹性回复 — CAE术语解说
弹性回复
用压机成形的零件取出模具后形状就变了,这就是弹性回复吗?
正是这样。用压机弯曲板金时,板的外侧受拉伸,内侧受压缩的塑性变形。取出模具后,只有弹性成分得到恢复,所以弯曲角度会向打开方向回弹。这就是弹性回复。汽车的车门面板和前挡泥板要求精度在0.5mm以下,所以如何预测和补正这种"回弹"成为了压机设计的最大课题。
定义
不同材料的弹性回复大小不同吗?
完全不同。粗略来说,屈服应力/杨氏模量的比值(σ_y/E)越大,弹性回复越大。铝合金的屈服应力比软钢低,但杨氏模量也只有软钢的1/3,所以弹性回复会大2~3倍。最近的高强度钢(780MPa级以上)屈服应力很高,所以比传统钢铁的弹性回复严重得多。
构造解析中的作用
用有限元法预测弹性回复的精度可靠吗?
成形过程中应力状态的精度直接关系到弹性回复预测的精度,所以材料模型的选择非常重要。只用等向硬化模型无法表现包辛格效应,会低估弹性回复。使用吉田-上森模型这样包含各向异性硬化和移动硬化的模型,可以大幅提高预测精度。
在模具设计中如何补正弹性回复?
最常见的方法是"提前补正",即计算弹性回复量,将模具形状向反方向偏移。AutoForm和PAM-STAMP都有自动进行弹性回复补正的功能。不过对于复杂形状,可能需要反复迭代多次。
弹性回复计算是在成形分析后,使用隐式求解器释放模具约束并求静力平衡。
相关术语
与弹性回复相关的概念有哪些呢?
板成形全体和塑性力学、残留应力都应该配合理解。
没想到高强度钢的弹性回复这么严重。我以后在材料模型的选择上会更加谨慎。
吉田-上森模型的参数需要从拉压循环试验同定,但如果没有试验数据,通常从制造商那里获取材料卡。没有试验的估计精度会下降,所以要注意。
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