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钣金件中的倒圆角及其应力值的有限元分析

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发表于 2017-2-25 12:55:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 沧海一稣 于 2017-2-25 12:59 编辑
# T: C9 q9 a7 l$ e6 {5 B0 I+ i" v. r* o& D1 l% i
对于钣金件90°折弯处一般要倒圆角,查看成大先的机械手册:对于铸造件相同厚度的板件折弯90°处倒圆内角的R>(1/6~1/3)*h 、 外角的R1>R+h (h为板厚). m8 H; d* h! W, k
# C" u% i- ?# ]  E9 e5 |( A( ]

" H; p' E$ t2 ]/ D+ _为了查看倒圆角的作用,利用有限元软件对其应力做了下简单分析,结果如下云图:
( f6 u/ U( p8 |4 m3 T   
5 I' H% G- j8 ^7 U
6 e- E" r8 Y8 M2 i# f# X, o(未倒圆角,折弯处附近区域的应力值在310MPa左右)
$ G# D& \' H# @( @% E) j
# `8 ~; r9 R; ]3 }4 x0 z/ @3 y' t2 S) Q- x/ V7 e( I" U5 f( g/ C* j, T

" G1 A# K) h, E0 Y. S3 \4 @+ D(倒圆角,折弯处附近区域的应力值在290MPa左右)- o" e. T# L+ a1 N

1 K" G4 {$ g4 S9 @8 u, B& h通过云图可以了解,倒圆角可以有效减小圆角附近区域的应力值。但是在圆角自身区域的应力值并未减小,反而略有增大,这是为什么?
3 x0 N) Y* S& \& d另外,倒圆角,除了减少周围区域的应力值还有没有其它原因?倒圆角的工艺成本又有多大?
2 K/ x# X+ p6 w) v$ w. q' ?% q. i
0 K. i6 B  ]1 b& ?1 X
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发表于 2017-2-25 13:55:12 | 显示全部楼层
楼主用HyperWorks ,遇到知音了啊,;希望以后能多多技术交流CAE分析。至于CAE圆角问题,你现有的模型较简单对HyperMesh网格划分影响不大,我在做复杂零件如汽车零部件时,一般都要重新造型,把圆角都去掉改成直角,是因为圆角在划分网格是会出错导致无法分析。在实际折弯产品时,比如我司也有折弯机,折出的产品也做过实验,没有圆角的都会振断裂,有圆角应力不集中,强度也会好很多。
1 E$ |! F& f& P( O" Y8 F

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见多识广  发表于 2017-2-27 16:08
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发表于 2017-2-25 15:14:09 | 显示全部楼层
囧,你的描述我竟然看不懂。6 K1 E/ W) b  X0 Y$ i+ C- k
我只知道圆角可以防止应力集中(也就是局部区域应力增大太多)
( a5 _+ y( A% ?( z4 V8 M5 b5 K" m+ D5 E/ t

# x, q+ Z  ?. ], t3 R
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 楼主| 发表于 2017-2-25 18:56:03 | 显示全部楼层
xiaobing86203 发表于 2017-2-25 13:55
- {, Z/ g; O" j8 Z( s: Y楼主用HyperWorks ,遇到知音了啊,;希望以后能多多技术交流CAE分析。至于CAE圆角问题,你现有 ...

2 {- u( Z" B8 W# A% |我的确是用Hyperworks做的,感谢大侠的回复  
2 R8 d7 \! n/ g- h& U4 r我在建模的时候根据分析目的,像小圆角、小凸台、小孔的这些小特征也都会简化掉。这次为了看应力角上的应力,我把六面体单元尺寸设置为0.5,划分的很细密了,这样难道Optistruct也不能有效计算吗?0 C2 ~, [/ K# y) H' ?; s/ r9 U
另外,我想问一下大侠在做实验时,断裂位置是刚刚好在折角处吗?还是在折角处附近位置?  {! Y% Q% Y) Z# \! r, m; i5 Z: k

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折尖角与圆角的区别在于应力的位置,折尖角应力集中在尖角处,且尖角处折弯后材料会变脆,断裂也是这个地方。  详情 回复 发表于 2017-2-27 08:01
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发表于 2017-2-25 23:22:35 | 显示全部楼层
局部应力大小与网格划分的质量关系很大,另外钣金折弯内R角大小是由折弯使用的上模圆弧角大小决定的。
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 楼主| 发表于 2017-2-26 07:42:48 | 显示全部楼层
albert.tang 发表于 2017-2-25 23:22' n3 J9 x6 R/ E
局部应力大小与网格划分的质量关系很大,另外钣金折弯内R角大小是由折弯使用的上模圆弧角大小决定的。

8 H+ G8 P6 v0 K9 b感谢大侠的回复,我的这个板长、宽各100,厚度2.5  六面体单元尺寸使用0.5感觉已经很小了。对于加工工艺基本不了解,还的多跟着群内大侠们多多学习
* T2 f# `; I) t+ G! d$ B! @

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正常应该用板壳单元  发表于 2017-2-26 22:53
你们的网格 是均匀的还是 局部 细化的?  详情 回复 发表于 2017-2-26 19:47
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发表于 2017-2-26 19:47:59 | 显示全部楼层
沧海一稣 发表于 2017-2-26 07:42% G* `% O' j( O& z: _- I
感谢大侠的回复,我的这个板长、宽各100,厚度2.5  六面体单元尺寸使用0.5感觉已经很小了。对于加工工艺 ...

8 x8 X& D5 Z5 L6 c7 Y你们的网格 是均匀的还是 局部 细化的?; s. @* T0 i* u( c# h
* Y( a; Q0 M- j' ~  u/ ?. V
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发表于 2017-2-26 19:50:59 | 显示全部楼层
圆角 是倒出来的?不是折弯过程自然形成的?哪这样可能会有问题。' D8 r1 v$ P% d  c
  I. B4 C- I; i0 t' M4 M/ l4 ]4 `
还有内圆角是多少?这个才重要。
7 [/ T% |+ N1 d1 Y8 [
* I! u1 o. ]  F4 G) }3 E
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 楼主| 发表于 2017-2-26 20:37:57 | 显示全部楼层
水秀天蓝 发表于 2017-2-26 19:47
. h  b; v! w2 A7 G% ?* Q3 e3 v你们的网格 是均匀的还是 局部 细化的?

1 J! X! u# H  `$ h7 p我的是均匀划分
# \% y2 ^; e% w7 \

点评

这个要用局部细化的。2.5厚,0.5的网格还是大了点。你把圆角附件的网格细化,其他地方用粗一点,这样算才合理。或者采用“曲率网格”。  发表于 2017-2-26 21:18
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 楼主| 发表于 2017-2-26 20:41:19 | 显示全部楼层
水秀天蓝 发表于 2017-2-26 19:50
9 b' p2 d) B9 x4 J2 P9 E: L圆角 是倒出来的?不是折弯过程自然形成的?哪这样可能会有问题。
4 _$ H$ M+ E/ U% T6 I, w" C0 z, a5 n3 y0 j- a$ o
还有内圆角是多少?这个才重要。
0 r+ o0 f6 c) Z
圆角大小的确定设计手册已经说的很明确了。2 l7 _" T8 ]  I% T. `
”圆角是倒出来出来的?“不太理解你的意思/ ?, S$ H$ D8 ^7 E) u8 t3 ]
内角应力大小分布趋势类似外角( `* j  D' I; j
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