1、分类号：分类号： TG386.3TG386.3TG386.3TG386.3密密级：级：公公 开开U D CU D CU D CU D C：单位代码：单位代码： 10410410410424242424学学 位位 论论 文文厚板精冲计算机模拟及模具刃口厚板精冲计算机模拟及模具刃口厚板精冲计算机模拟及模具刃口厚板精冲计算机模拟及模具刃口优化研究优化研究优化研究优化研究任任 莉莉 新新申请学位级别申请学位级别：硕士学位硕士学位专业专业名名称：称：机械设计及理论机械设计及理论指导教师姓名指导教师姓名：杨杨 俊俊 茹茹职职称：称：副副教教授授山山 东东 科科 技技 大大 学学二一一年五月二一一年五月论文
2、题目：论文题目：论文题目：论文题目：厚板精冲计算机模拟及模具刃口优化研究厚板精冲计算机模拟及模具刃口优化研究厚板精冲计算机模拟及模具刃口优化研究厚板精冲计算机模拟及模具刃口优化研究作者姓名：作者姓名：作者姓名：作者姓名：任莉新任莉新入学时间：入学时间：入学时间：入学时间：2008200820082008年年 9 9 99月月专业名称：专业名称：专业名称：专业名称：机械设计及理论机械设计及理论 研究方向：研究方向：研究方向：研究方向：现代设计理论与方现代设计理论与方法法指导教师：指导教师：指导教师：指导教师：杨俊茹杨俊茹职职职职称：称：称：称：副副教教授授论文提交日期：论文提交日期：论文提交日期
3、：论文提交日期：2011201120112011年年 5 5 55月月论文答辩日期：论文答辩日期：论文答辩日期：论文答辩日期：2011201120112011年年 6 6 66月月 11111111日日授予学位日期：授予学位日期：授予学位日期：授予学位日期：RESEARCHRESEARCHRESEARCHRESEARCHONONONONCOMPUTERCOMPUTERCOMPUTERCOMPUTERSIMULATIONSIMULATIONSIMULATIONSIMULATIONOFOFOFOFTHICKTHICKTHICKTHICK- - -SHEETSHEETSHEETSHEETPLATEP
4、LATEPLATEPLATEFINE-BLANKINGFINE-BLANKINGFINE-BLANKINGFINE-BLANKINGMMMMANDANDANDANDSTUDYSTUDYSTUDYSTUDYONONONONOPTIMIZATIONOPTIMIZATIONOPTIMIZATIONOPTIMIZATIONOFOFOFOFDIEDIEDIEDIEWAVEDWAVEDWAVEDWAVEDEDGEEDGEEDGEEDGEA A AADissertationDissertationDissertationDissertationsubmittedsubmittedsubmittedsubmi
5、ttedininininfulfillmentfulfillmentfulfillmentfulfillmentofofofofthethethetherequirementsrequirementsrequirementsrequirementsofofofofthethethethedegreedegreedegreedegreeofofofofMASTERMASTERMASTERMASTEROFOFOFOFPHILOSOPHYPHILOSOPHYPHILOSOPHYPHILOSOPHYfromfromfromfromShandongShandongShandongShandongUniv
6、ersityUniversityUniversityUniversityofofofofScienceScienceScienceScienceandandandandTechnologyTechnologyTechnologyTechnologyb b bby y yyRenRenRenRenLixinLixinLixinLixinSupervisor:Supervisor:Supervisor:Supervisor:AssociateAssociateAssociateAssociateProfessorProfessorProfessorProfessorYangYangYangYang
7、JunruJunruJunruJunruCollegeCollegeCollegeCollegeofofofofMechanicalMechanicalMechanicalMechanicalandandandandElectronicElectronicElectronicElectronicEngineeringEngineeringEngineeringEngineeringMayMayMayMay2011201120112011声声明明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人
8、在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交交于其它任何学术机关作鉴定。于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：硕士生签名：日日期：期：AFFIRMATIONAFFIRMATIONAFFIRMATIONAFFIRMATIONI I IIdeclaredeclaredeclaredeclarethatthatthatthatthisthisthisthisdissertation,dissertation,dissertation,dissertation,submittedsubmittedsubmittedsubmittedin
9、inininfulfillmentfulfillmentfulfillmentfulfillmentofofofofthethethetherequirementsrequirementsrequirementsrequirementsforforforforthethethetheawardawardawardawardofofofofMasterMasterMasterMasterofofofofPhilosophyPhilosophyPhilosophyPhilosophyininininShandongShandongShandongShandongUniversityUniversi
10、tyUniversityUniversityofofofofScienceScienceScienceScienceandandandandTechnology,Technology,Technology,Technology,is is isiswhollywhollywhollywhollymymymymyownownownownworkworkworkworkunlessunlessunlessunlessreferencedreferencedreferencedreferencedofofofofacknowledge.acknowledge.acknowledge.acknowle
11、dge.TheTheTheThedocumentdocumentdocumentdocumenthashashashasnotnotnotnotbeenbeenbeenbeensubmittedsubmittedsubmittedsubmittedforforforforqualificationqualificationqualificationqualificationatatatatanyanyanyanyotherotherotherotheracademicacademicacademicacademicinstitute.institute.institute.institute.
12、Signature:Signature:Signature:Signature:Date:Date:Date:Date:山东科技大学硕士学位论文摘 要摘摘要要采用厚板精冲技术制备的产品，不仅具有足够的强度和刚度，而且成本相对较低，产品使用寿命高，该技术广泛应用于重型汽车、农用机械、工程与建筑机械等领域。但在厚板冲裁过程中也存在冲头工作条件恶劣、模具寿命过低、冲件产品质量差等问题。由于厚板在精冲过程中材料的变形区域狭小，且以断裂方式结束，使得冲裁过程非常复杂，理论研究存在很多困难，限制了厚板精冲技术的推广应用。近年来，厚板精冲作为现代冲压技术的主要发展方向与开拓重点越来越引人关注，与之相对应的理
13、论研究，也显得日益重要。本文从塑性力学的角度分析了精冲变形过程中影响材料塑性流动的力能参数， 研究了提高精冲变形区静水压力的各种途径；根据冲压成形原理分析了厚板精冲成形过程，总结了影响断面质量的主要因素。 采用刚塑性有限元法建立了合理的精冲工艺有限元模型，进行了厚板精冲有限元模拟。利用 DEFOEM-3D 对厚度为 6mm 的 AISI-4140 钢的精冲变形过程进行了模拟， 获得了变形过程的应力应变场，并通过调整冲裁间隙、 板厚 、压边力、反压力等工艺参数，分析了断面质量及冲裁力的变化。采用 DEFOEM-3D 模拟了波浪形刃口冲裁工艺，提出了波浪形刃口厚板精冲方案，并分别与平刃冲裁进行了比
14、较分析， 得出了波浪形刃口对冲裁件断面质量和冲裁力的影响规律。研究结果表明：冲裁力随着板厚的增加而增加，适当增加压边力和反顶力，可以提高冲裁件的断面质量，但反顶力的增加会加大冲裁力，缩短模具的使用寿命；波浪形刃口可作为降低冲裁力的一种有效手段在厚板冲裁中加以运用。关键词：关键词：厚板；精冲；断面质量；刚塑性有限元；波浪形刃口山东科技大学硕士学位论文摘 要A A AABSTRACTBSTRACTBSTRACTBSTRACTMany products obtained by thick-plate fine-blanking technology have not only theadequate
15、 intensity strength and rigidity, but also the lower cost of production and extendedoperatinglongerusageusefullife.Thetechnologyhasbeenwidelyusedinmanyfieldsindustries ， suchas heavyduty car, agricultural machinery, engineeringandconstructional machinery. However, there are some problems in the fine
16、 blanking process,such as a tough working condition of environment ofthe punch being pressed, a shorting lifeof the die and a poor quality of cross-section ofthe blanked parts. The thick-plate fineblanking process is very complicated since the deformation is focused on the small zone ofthe sheet met
17、al and ended with fracture occurrence, and . Tthere are many theoretical basicproblems to be solved on theoretical studies of thick-plate fine blanking. Due to thesedifficulties, which limits the wide application of this technology the spread and exploitationofthick-plate fine blanking are limited.
18、As a major developing direction and an importantproject, the thick-plate fine blanking technology catchesthe attention, and increasingly.Therefore, the corresponding theoretical studies on the thick-plate fine blanking problem aresignificant increasingly.The parameters affecting the material plastic
19、ity flow in the process of fine blanking anddeformation from the perspective of plasticity mechanics were analyzed, and the various waysincreasingstatic hydraulic pressure in the deformation area of fine blanking and deformationwere researched. Based on the stamping theory,tThe process of thick-plat
20、e fine blankingprocess was analyzed and summed up the main factors affecting quality of cross-section of theblanked parts on the basis of the theory of stamping were summaried up.analyzed.SimultaneouslyWithrigid-plastic finitedfinite element method, a reasonable finite elementmodel of the fine blank
21、ing was built,anditswas introduced to carry through numericalsimulation was carried out.of thick-plate fine blanking, and a reasonable finited elementmodel of fine blanking was upbuilded DEFORM-3D was used to simulate the deformationprocess of the deformation and fine blanking of AISI-4140with the t
22、hickness of 6mm in orderto acquire the field of stress and strain fieldsduring the deformationin anamorphic process.山东科技大学硕士学位论文摘 要The cross section quality factors offine blanking part and the process of change of blankingpressure change were analyzed by altering the technical parameters, suchasbla
23、nking gap, theplate thickness, blank holder-pressure and anti-pressure.DEFORM-3D was used to simulate the blanking process and a schemea of waved-edgefine blanking was presented in this paper. The rulesabout the waved-edge influence on thequality of the cross-section and blanking force were obtained
24、 how waved-edge affected thequality of cross-section and punch load by comparison comparing the difference from waved-edge blanking and flat-edge blanking.The research results theoretical analysisindicate that, the blanking forceisincreasesdasthe with the increase of the platethicknessisinereased. T
25、he proper increase of figuresoftheblank holder-pressure and anti-pressure increased properly can help to improve the quality ofthe cross-section. However the increased blanking force caused by the incereased anti-pressure can shorten the die mouldlife.Waved-edge fine blanking technology Itisaneffect
26、ive way to reduce the blanking force that putting waved-edge fine blanking technologyintoin the usage of the thick plate blanking.KeywordsKeywordsKeywordsKeywords:Thick-plate, Fine-blanking, Quality of cross-section, Rigid-plastic finiteelement method,Waved edge山东科技大学硕士学位论文摘 要目目 录录1绪论. 11.1 精冲技术. 11
27、.2 厚板冲裁. 21.3 厚板精冲. 31.4 厚板冲裁研究现状及存在的问题. 31.5 本文研究目的和内容. 62厚板精冲成形工艺及原理. 82.1 厚板精冲成形工艺. 82.2 厚板精冲成形有限元理论.182.3 本章小结.213厚板冲裁的有限元模拟分析.223.1 DEFORM 有限元分析软件简介.223.2 断裂问题的处理. 233.3 厚板精冲的有限元模拟. 253.4 6mm 厚板材料冲裁模拟分析.36山东科技大学硕士学位论文目 录3.5 本章小结. 394厚板冲裁模具刃口模拟与优化.404.1 提高模具寿命的途径. 404.2 模具刃口优化方案. 424.3 模拟参数及结果分析
28、. 444.4 本章小结. 505厚板冲裁加工过程实验研究.525.1 引言. 525.2 厚板冲孔实验. 525.3 厚板冲裁优化研究. 535.4 本章小结. 566结论与展望. 576.1 结论. 576.2 展望. 58致 谢.59参考文献.60攻读硕士学位期间从事科学研究及发表的论文情况.64山东科技大学硕士学位论文目 录ContentsContentsContentsContents1IntroductionIntroductionIntroductionIntroduction. 11.1 Fine Blanking Technologyies.11.2 Thick-Plate
29、Blanking TechnologiesTechnology.21.3 Thick-Plate Fine Blanking TechnologiesTechnology.31.4 Research statussummariy of Thick-Plate Fine Blanking.31.5 The Main ObjectivePurpose and Contents of thePaperResearch Subject.62TechnologiesTechnologiesTechnologiesTechnologiesandandandandPrinciplesPrinciplesPr
30、inciplesPrinciplesofofofofThick-PlateThick-PlateThick-PlateThick-PlateFineFineFineFineBlankingBlankingBlankingBlanking. 82.1 Technologies of Thick-Plate Fine Blanking.82.2 Finite Element Method Theory of Thick-Plate Fine Blanking Process.182.3ConclusionsoThisChapter.213FiniteFiniteFiniteFiniteElemen
31、tElementElementElementSimulationsSimulationsSimulationsSimulationsandandandandAnalysAnalysAnalysAnalyse e eei i iis s ssofofofofThick-PlateThick-PlateThick-PlateThick-PlateBlankingBlankingBlankingBlankingProProProProc c cce e eeessessessess. 223.1 Brief Introduction to the FEA SoftwareDEFORMeform.22
32、3.2 Disposal of FractureProblem.233.3 Finite Element AnalysisSimulation of Thick-Plate Fine Blanking Process.253.4 Simulations and Analysis Analysesof thePlate with the Which Has Thickness of 6mm.363.5 Conclusions of This Chapter.394SimulationsSimulationsSimulationsSimulationsandandandandOptimizatio
33、nsOptimizationsOptimizationsOptimizationsofofofofMouldMouldMouldMouldEdgeEdgeEdgeEdgeforforforforThick-PlateThick-PlateThick-PlateThick-PlateBlankingBlankingBlankingBlanking.40山东科技大学硕士学位论文目 录4.1Ways of Improving Mould Life.404.2 Schemas Schemesof Optimizations for Mould Edge.424.3 Simulatione Parame
34、ters and Analysis of Result Analysis.444.4 Conclusions of This Chapter.505ExExExExp p pperimentalerimentalerimentalerimentalS S SStudytudytudytudyononononThick-PlateThick-PlateThick-PlateThick-PlateB B BBlankinglankinglankinglankingProProProProc c cce e eeessessessess.525.1 Preface.525.2 Experiment
35、ofThick-Plate Punchingiercing.525.3 Optimizational Study of Thick-Plate Blanking.535.4 Conclusions of This Chapte.566ConclusionsConclusionsConclusionsConclusionsandandandandO O OOutlookutlookutlookutlooks s ss.576.1 Conclusions. 576.2 Outlooks.58AcknowledgementAcknowledgementAcknowledgementAcknowled
36、gements s ss.59ReferencesReferencesReferencesReferences.60ScientificScientificScientificScientificR R RResearchesearchesearchesearchandandandandPublishedPublishedPublishedPublishedPapersPapersPapersPapers.64山东科技大学硕士学位论文绪 论11 1 11绪论绪论绪论绪论1.11.11.11.1精冲技术精冲技术精冲技术精冲技术精冲是在利用三动压力机，、或借助特殊结构的专用模具，伴之适宜的精冲材料
37、和润滑剂而进行的，。精冲与普通冲裁相比，除凹凸模间隙极小，、凹模刃口带圆角以外，在模具结构上比普通冲裁模增加了齿圈压板与顶出器，以便在冲裁过程中不致发生撕裂现象，如图 1.1 所示。精冲时精冲机上有三种力（、）作用于模具上，冲裁开始PFGRFF、前通过齿圈力，经剪切线外的导板，使 V 型压边模将材料压紧在凹模上，从而在 VRF型压边模的内面产生横向侧压力，以阻止材料在剪切区内撕裂和在剪切区外金属材料的横向流动。 同时反顶力又在剪切线内由顶件器将材料压紧在凸模上， 并在压紧状态中 ，GF利用冲裁力进行冲裁。剪切区内的金属材料处于三向压应力状态，从而提高了材料的塑性，此时材料就沿着凹模刃边形状，呈
38、纯剪切状态冲裁零件。冲裁结束后，和压力RFGF释放，模具开启，由退料力和顶件力分别将零件和废料顶出。图 1.1 精冲成形原理图Fig. 1.1Schematic diagram og fine blanking process精冲能在一次冲压行程中获得比普通冲裁零件尺寸精度高，、平面度、垂直度好，、剪切面光洁的高质量冲压件，并可和其他冲压工序复合，进行如沉孔、半孔冲、弯曲、内孔翻边等精密冲压成形，从而大大提高生产率和降低生产成本。由于精冲具有优质、山东科技大学硕士学位论文绪 论2高效及低消耗的特点，所以在电子工业、精密机械、汽车、航空等现代工业中得到日 1 益广泛的应用。精冲与普通冲裁主要工艺
39、特点相比较，特点如表 1-1所示2。表 1-1 精冲与普通冲裁的比较Tab.1-1Comparison of fine blanking and conventional blanking1.21.21.21.2厚板冲裁厚板冲裁厚板冲裁厚板冲裁所谓厚板，至今还没有标准规定的料厚范围，但根据普通冲裁和精密冲裁的工艺特点、冲模结构的限制、冲裁加工的常规加工料厚范围，一般认为板厚4mm 的板料为厚板材料。厚板冲裁加工属于板材剪切与冲裁加工的一种，包括剪床剪切成形、平刃口冲技术特征技术特征普通冲裁普通冲裁精密冲裁精密冲裁材料分离形式剪切变形（控制撕裂）塑性剪切变形（抑制撕裂）尺寸精度ISO1113IS
40、O69表面粗糙度 Ra/mRa6.3Ra=1.60.4不垂直度大小（单面 0.0026 /1 ）平面度大小（0.02 /10 ）模具间隙双边（515）t%单边 0.5t%刀口锋利倒角冲压材料无要求塑性好（球化处理）毛刺双向、大单向、小塌角（2030）%（1025）%压力机普通（单向力）特殊（三向力）润滑一般特殊成本低高（回报周期短）环保有噪音，震动大噪音低，振动小模冲制、斜刃口冲模冲裁、阶梯刃口冲模冲裁、加热冲裁等工艺方法。因厚板冲裁技术山东科技大学硕士学位论文绪 论3具有快速、高效、切断件的质量稳定、适合批量生产等特点，在生产中得到了普遍应用。厚板的冲裁的适用范围是尺寸精度低于 IT12 级
41、且对冲切面质量无要求以及形位精度要求不高的一般零件3。1.31.31.31.3厚板精冲厚板精冲厚板精冲厚板精冲在众多精冲工艺方法中，强力齿圈压边精冲是实施厚板精冲的一种常用方法。用该精冲法不仅可进行厚达 26 的金属板精密冲裁，还可进行各种成形作业，完成含有用冲切面各种立体形冲件的精密冲裁。厚板精冲零件的尺寸精度为 IT6IT9 级，由于冷作硬化效应，零件冲切面硬度提高 50%以上且具有良好的耐候性与抗蚀能力，因而零件寿命普遍成倍提高。同时，对于厚度大且无规则的异形件，精冲技术可一步完成而切削加工甚至难以实施。即便是能通过切削加工来完成，一般机械加工要 56 道工序，生产周期长、效率低、生产成
42、本高，这些都与精冲工艺无法相比3。厚板精冲对原材料的种类、状态及前处理等都有较高的要求。精冲需要专用三动精冲压力机或特殊结构的模具，整个工艺流程实施下来成本那高。因此，当冲裁件一次投产批量小的情况下，难以获得较高的经济效益。1.41.41.41.4厚板冲裁研究现状厚板冲裁研究现状厚板冲裁研究现状厚板冲裁研究现状及存在的问题及存在的问题及存在的问题及存在的问题随着机械行业的发展，模具行业作为一种必需的基础行业，其应用范围不断扩大。其中，现代冲裁技术正朝着高精密、大批量、低成本的方向不断发展，这也在一定程度上加快了厚板冲裁的发展速度。采用厚板精冲技术制备各种产品，不仅具有足够的强度和刚度，而且生产
43、成本低，产品使用寿命高，该技术在重型汽车、农用机械、轮船、工程与建筑机械领域广泛应用。当前，对于厚度为 420mm 的平板零件和立体形零件，均可采用厚板冲压技术制造完成，取代以往的铸、锻、粉冶及切削加工工艺，不仅能获得极好的经济效益，而且还将获得包括节能、环保等在内的显著的社会效益。3自二十世纪九十年代开始，日本学者在厚板冲裁方面做了相对较多的工作,成果显著。1997年，小森和武等人采用节点分离及网格重划分技术，对板料冲裁过程进行了模拟分析4。1998年，汤川伸树等用有限元方法模拟了板料冲裁时断裂前的加工过程，得出了相对冲裁间隙和刃口圆角半径对应力、应变分布的影响规律，提出了用有限元模拟得到的
44、静水应力分布规律来预测板胚中初始裂纹出现位置的方法5。1998年，西班牙的F.Faura山东科技大学硕士学位论文绪 论4等用Ansys软件对板材剪切加工过程进行了模拟， 通过选取不同相对间隙对冲裁过程进行模拟，在实验基础上得出了最佳的相对间隙6；荷兰的Y.W.Stegeman等采用弹塑性Von-Mises模型对板料冲裁过程进行了模拟，分析了剪切速率对剪切力的影响，同时采用了精确的网格试验法，通过在变形区内画上网格，用显微镜对网格的变形进行观测，得出冲裁过程中刃口切入量和材料应变分布的关系7。香港理工大学的Z.H.Chen等用有限元法模拟了精密冲裁过程，通过对冲裁过程进行分析，给出了成形过程中力
45、学规律，在计算过程中采用了多种的算法，解决了计算过程中的大转动和卸载问题，为提高冲裁件切断面的尺寸精度和光洁程度提供了理论指导8。近年来，国内学者也开展了一定的研究工作。张正修分析了厚板冲裁中存在的问题，针对不同厚度的零件探讨了相应的加工工艺，并提出了最大冲裁力和冲裁功的计算公式3。秦松祥认为由于凹凸模存在间隙，工件实际所受的应力是与轴向冲裁方向呈一夹角的应力，而不是通常认为的处于轴向的纯剪切单向应力状态，当板料厚度很大时，随着冲裁间隙加大，冲裁力的实测值与理论计算值之间存在较大差距9。彭成允等人根据厚板小孔冲裁机理并结合生产实际，从模具整体结构、模具材料及热处理工艺、工艺润滑等方面对如何提高
46、模具的寿命进行了探讨10。李兴成等人通过实验运用快速换末结构李兴成等人通过实验运用快速换模结构，分析出中厚板冷冲裁时影响冲裁力的几个主要因素，并由试验确定了对于给定厚度的板料，斜刃口模具倾角对冲裁力的影响是比较明显的11。秦泗吉等人提出在一定范围内,间隙对冲裁力的影响是很小的,而板材相对厚度是影响单位厚度上冲裁力的主要因素。 同时在有限元模拟和实验分析的基础上,提出了计算冲裁力的新方法12。华南理工大学的周照耀等人分析了各工艺参数对厚板精冲过程及工件成形的影响及其变形机理,分析了厚板精冲机理13。杨占尧等人分析厚板冲裁存在的问题，介绍了厚板冲裁模的设计要点，分析了确定压力机时所要考虑的因素14
47、。张纪梁等分析了材料厚度对冲裁力大小的影响， 提出了厚板冲裁力精确计算应以诺谟图为准,并给出了新的计算公式,同时对影响最大冲裁力的因素， 如冲裁力与凹模积件的关系,与下死点的关系以及与凸模表面粗糙度的关系进行了分析15。彭群等人首次提出了将往复成形精冲技术应用于厚板精冲的设想，并用数值模拟的方法对新工艺进行了研究，研制了用于实现新工艺的模具16。杨建华通过对 10mm 厚板料的侧板零件在冲裁中的工艺分析, 采用平直刃口与斜刃口相结合的凹模形式, 可使冲裁力降低 1/317。在吴诗惇、李淼泉等编著的冲压工艺及模具设计一书中提到，为减小冲裁力，大型或厚料冲裁件的镶拼模，可将凸模或凹模做成波浪形山东
48、科技大学硕士学位论文绪 论5刃，并提供了相应的经验数据，为波浪形刃口的研究提供了相应的依据18。崔存义针对厚板冲裁模具设计时要考虑的几种因素，如刃口间隙、模具结构、模具材料选择等，提出了降低厚板冲裁力措施19。邹盾等人通过设计冲裁模，完成了在 22mm 的厚板上成功冲制椭圆孔的工艺方法研究，并已在生产中应用20。杨程等人用 DEFORM-2D 软件对 AISI-1035 钢的落料往复精冲工艺进行了数值模拟,获得了材料变形过程中的应力场应变场、等效应力和等效应变的分布图,并对裂纹产生、发展和断裂的过程进行了分析21。王华君等人对厚板精冲工艺进行了基于热力耦合的有限元分析，通过模拟齿圈压入、板料塑
49、性剪切直至完全断裂的过程，获得了厚板精冲过程中剪切带的金属流动规律、热力分布，并分析预测了模具失效原因22。汪新衡等人通过分析厚板精冲模具的工作特点及性能要求，研究了厚板精冲模具表面强化处理的主要方法和效果23。黄少东等人针对热冲裁,双间隙冲裁、齿圈压板精冲等冲裁工艺开展了试验研究，获得了不同工艺条件下的光亮带，为高强度钢厚板冲裁工艺设计提供了理论参考24。高光通过厚板冲裁模冲裁力计算 ，介绍了波浪型刃口及阶梯型凸模的设计及模具的工作过程25。断裂或破坏问题一直是冲裁工艺中值得关注的问题， 由于断裂或破坏问题的复杂性，迄今为止采用物理方法难以定性的描述断裂过程的许多特点，涉及断裂过程的弹塑性断
50、裂力学的理论还不完善。尽管存在很多困难，近几年，许多学者对板料剪切加工方式中的断裂问题开展了理论研究。B.P.P.AGouveia 等针对多种破坏准则建立了裂纹扩展模型，但这些模型并不适用于板材剪切时的断裂问题26。S.H.Jeong 等根据损伤理论，将断裂机理应用于板材剪切加工的分析中，模拟时消除了过度损伤的单元27。S.E.Clift 等，针对不同的断裂准则，用数值模拟的方法分析了裂纹的扩展，并通过试验对模拟结果进行了验证，但采用的模型只适于特定的工艺和几何形状28；在分析板料的断裂行为时，许多学者采用了A.Lgurson 提出的板材加工时的断裂模型29。目前，利用连续介质力学的理论，借助
