薄壳轨道冲压成型仿真分析

1问题引入

冲压成形的有限元分析作为冲压模具的高效专业辅助设计手段，能够成为模具高效设计与生产提供非常强大的帮助，这也是仿真技术越来越受到行业内重视的主要原因。本案例以一薄壳轨道冲压成形仿真分析，以ABAQUS仿真平台进行操作，以为此类工程问题提供设计思路。

2模型分析

本案例的模型是通过三维建模软件UG10.0完成，建立完成后导入ABAQUS进行网格划分、材料赋予、边界条件约束等相关工作。在ABAQUS中，材料参数的定义是在property模块完成定义，密度输入为7850kg/m³完成材料密度的定义，之后为binder部件创建质量点，这里切换到binder模块进行相关操作即可，紧接着进入分析步的修改，创建场输出并修改接触定义与载荷边界条件，最终的网格模型如下图1所示，完成上述操作后便可提交作业进行求解。前处理的具体相关操作见附件。

1-S-rail-ele.rar

图1网格模型

3结果显示

应用命令Job-Manager可查看求解结果文件，案例根据实际加工中所常关注的厚度及应力状况，调取材料的应力及厚度云图分别如图2（a）、（b）所示。可以发现，在s形轨道的两侧薄壁处受到较大的应力效应，而在扁平的两侧边缘处处于应力较低的水平，从（b）中可以看出，轨道上端边缘厚度出现较大的变化，但在两侧厚度变化却很小。进一步通过系统的能能量变化来反映加工过程，图3给出了系统在加工过程中动内能变化情况，对比看出，整个过程中内能在不断增加，说明材料变形在增加，这与图2中的厚度增大相对应，而动能基本维持在一个接近于0的水平，说明材料以变形为主，在0-0.01ms时间内，材料没有出现破坏。

图2云图显示（a）应力云图（b）厚度云图

图3能量变化曲线

4结论

本文采取的是动力显示算法对S形薄壁轨道进行了一个冲压过程的仿真分析，给出了轨道的应力及厚度的云图变化，能够为相关行业的结构设计与优化提供参考。