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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 + Q. A$ x) G4 K3 m2 `" n
+ v+ U9 q* V% ^3 P9 C' M9 H
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)
! w- U8 {/ z$ A; \; t. L  K" |7 l3 ~1 }  g5 L

( G7 ?  D+ r; o' b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:
: ^# t. f0 p1 W$ Y  ~   
, O+ B. X' [6 W1 B5 [# `
: N* w5 c. B8 y(未倒圆角,折弯处附近区域的应力值在310MPa左右): ]3 h& D+ u* s: P5 }8 V' J

$ r5 f" V: {, H8 C1 l3 f. B9 Z3 Z& x# Z3 C7 N6 k

2 e+ y; r6 c; q5 `  v4 J6 w(倒圆角,折弯处附近区域的应力值在290MPa左右)5 m/ t& F" n! X3 h2 v
3 }1 p& c) D7 a! J2 {( q# ]
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?& L1 k% W( @" \, l. [3 p) J
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?+ y$ K% F  B" m/ \5 C6 S+ l
- I9 {0 p! y1 ]/ e

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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。
* ]/ o5 c3 ~: e" b4 l9 M$ d

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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。
/ R  M4 i& X4 [" y1 e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)1 ^/ s$ K0 p) Y  S# q

8 L4 }; o4 V, m0 V7 ~6 f5 l3 J- M7 L0 Q
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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
" C9 P5 Y' f" W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 ...

8 z4 T) O1 b8 _9 P7 L' Y6 z6 ~我的确是用Hyperworks做的,感谢大侠的回复  
& ]! |) m. V0 t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?
. b8 Y# k8 r% a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?/ |: B8 i% g& x0 O

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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
; T2 J6 {. {3 ?' c/ R  i: m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。

2 k# |# f' o7 r1 k8 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。对于加工工艺基本不了解,还的多跟着群内大侠们多多学习
' y5 V7 U( [5 P) v8 F( y9 |

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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
0 K: c+ `2 \- @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 ...
* I1 O& W: f. b* N! V$ P
你们的网格 是均匀的还是 局部 细化的?
, d0 X) T! h/ P: I0 H2 _# Y  w( m0 k" B" G5 [9 L6 |
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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。
0 \4 K; }9 J4 @$ [0 y3 M. R8 J( k* `$ G- x. I
还有内圆角是多少?这个才重要。. }- N- m0 |+ ~9 E* ]" @
; a/ t& k# q; O3 [' [% u
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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
, [6 W  V/ O8 E9 ^& G: Z- s% P你们的网格 是均匀的还是 局部 细化的?
3 l$ ^; P8 F9 b
我的是均匀划分& J: S" n  r5 a$ ^7 A6 l: F

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" O$ e/ Y+ C) x. {0 Y& _
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。
$ }; d7 i1 H2 ]9 P# L5 z9 {7 D* w; {- [) a
还有内圆角是多少?这个才重要。

% C* W" ]1 i. X圆角大小的确定设计手册已经说的很明确了。
5 k# \8 R( v$ T% ~”圆角是倒出来出来的?“不太理解你的意思$ H3 X( m  V0 S& p
内角应力大小分布趋势类似外角
  @& i& _8 V/ j7 k; b% L
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