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NX Nastran:塑性加工シミュレーション適用事例シリーズ2-曲げ加工(NX Nastran SOL601)

キーワード) 非線形弾塑性大変形解析 曲げ加工 非線形コンタクト 加工品質(はみ出し、ひけ、そり)

事例概要

曲げ加工は素材に曲げ変形を与え、所定の角度を持つ形状に成形する加工方法です。平板をV字形断面に曲げる成形は曲げ加工の中でも基本的なもので、最も多く行われています。本例題では、V曲げ加工のFEMシミュレーションを行い、加工品の形状や曲げ部の応力分布などを紹介します。

上図は、V曲げ加工のFEMシミュレーションで、曲げによって板厚断面のメッシュは内側は圧縮で小さくなり、外側は引張で大きくなります。初期板面に垂直な直線は変形後直線でなくなり、板面に対しても垂直でなくなります。

平板から開始した曲げ加工はパンチ先端とダイ肩部3点に接した状態で進んでいき、①に至ると接触面変化により、パンチ荷重は増加し始めます。②以降は板厚を圧縮する変形となり、パンチ荷重が急激に上昇します。

左図にV曲げ加工品の形状を示します。板端部の変形を見ると、曲げ内側は圧縮で、曲げに対し垂直方向には伸びるためにはみ出しが生じます。逆に、曲げ外側は引張で、曲げに対し垂直方向に縮むためひけが生じます。また、曲げ外側の山部にはそりが発生しています。そりの形状は板幅と板厚の比によって異なります。

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