金屬板材帽形引伸成形製程模擬分析

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Title:	金屬板材帽形引伸成形製程模擬分析 Analysis of the hat-type drawing process of sheet metal
Authors:	陳顯智 Kevin
Contributors:	機械工程系
Keywords:	有限元素;彈塑性;帽形;引伸製程;回彈 finite element;elasto-plastic;hat-type;drawing process;spring-back
Date:	2007
Issue Date:	2008-10-06 14:41:32 (UTC+8)
Abstract:	本研究的目的主要在於瞭解金屬板材帽形引伸成形製程的條件，基於材料的伸張性質與所使用模具的幾何形狀，本研究提出一個能夠正確地預估引伸過程沖頭的負載，並且可預估除荷回彈後產品的最終外形的模式。經一系列的模擬都指出所提出的計算法，可有效地應用在這個理論上，在整個有限元素分析方法中都仔細地考慮整個變形過程與在變形期間應力與應變的分佈，在這個研究結果中，很明顯地證明了這個計算法，能夠有效地模擬帽形引伸成形製程。此增量型彈塑性大變形三維有限元素分析程式之理論採用有限變形理論及Updated Lagrangian Formulation (ULF)的觀念，結合Prandtl-Reuss塑流法則和Hill的降伏條件，應用選擇簡化積分法及四邊形四節點退化殼元素所推導之形狀函數偶合入剛性矩陣中，使用廣義r_min法則處理板材成形時元素降伏之判斷、元素之變化增量及模具與料片之間節點之接觸或分離等問題。最後本研究配合金屬板材帽形引伸成形實驗，設計兩組帽形引伸模具(包含圓帽及方帽引伸模具)，於50噸油壓成形機上做金屬板材帽形引伸成形之引伸實驗，並將有限元素分析所得之結果與實驗結果作比較，以驗證本文所發展的彈塑性有限元素分析程式之可靠性。
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