本文針對板金反壓延成形進行分析與實驗,研究板金在經過反壓延過程中的衝程-負荷關係、成形後的外形和應變及接觸力的分布情形,並探討不同周圍夾持力對板金成形的影響。 在理論分析方面,建立一軸對稱衝頭對圓形板金的反壓延成形模型,並利用虛功原理及更新拉格朗日法(Updated Lagrangian Method)推導系統的能量方程式,且以彈塑性有限單元法將系統離散成矩陣型態的平衡方程式。衝頭、衝模與板金間的接觸問題則藉一線性轉換矩陣來描述接觸面上節點的位移關係。在實驗方面,針對不同的板金夾持力進行反壓延成形實驗,量取衝頭的衝程和負荷,板金的應變和外形等結果,以驗證理論分析結果的準確性。 實驗中發現板金夾持力愈大者,在同一負荷下板金衝程愈小;板金與模具間加潤滑與否對板金衝程無太大影響。理論分析上可知板金的最大應變發生在中心點或衝頭頂點附近﹔最大應力則發生在衝頭頂點附近,故容易從此處破裂。另外,板金之塑性區隨著接觸力減小而產生彈性回復;當負荷劇增而衝程只微量增加時即可卸載,因再加壓對整個板金成形影響不大。同一負荷下板金厚度愈厚者衝程愈小﹔板金厚度愈厚衝頭頂端附近徑向應變值愈大,而其它區域板金厚度愈厚徑向應變值愈小﹔當徑向座標(r/R)小於0.5時,板金厚度愈厚者周向及厚度方向應變值小於板金厚度薄者,而徑向座標(r/R)大於0.5時,則反之﹔衝頭頂端附近的應力分布趨勢大致相同,而其它區域則板金厚度愈厚應力絕對值愈大。
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