Челябинск 2018

Изм. Лист 
№ докум. 
Подпись Дата 
Лист 
71 
15.04.05.2018.582.00 ПЗ 
 
а) 
б) 
в) 
Рисунок 3.2 – Расчётные половины форм моделей отверстий образованных 
вращающимся пуансоном d=4,2 мм: а – заготовка толщиной 0,8 мм;
б – заготовка толщиной 1,0 мм; в – заготовка толщиной 1,2 мм 

---

Изм. Лист 
№ докум. 
Подпись Дата 
Лист 
72 
15.04.05.2018.582.00 ПЗ 
 
а) 
б) 
Рисунок 3.3 – Расчётные половины форм моделей отверстий образованных 
вращающимся пуансоном d=4,2 мм: а – заготовка толщиной 1,5 мм;
б – заготовка толщиной 2,0 мм 

---

Изм. Лист 
№ докум. 
Подпись Дата 
Лист 
73 
15.04.05.2018.582.00 ПЗ 
 
Таблица 3.2 – Сравнение экспериментальных и смоделированных значений 
геометрических параметров отверстий (диаметр пуансона 4,2 мм) 
Исходные 
данные 
Экспериментальные данные 
Численное моделирование 
f, мм 
h
 
, мм 
h
 
, мм S
 
, мм S
 
, мм h
 
, мм h
 
, мм S
 
, мм S
 
, мм 
0,8 
0,075 
1,672 
0,070 
1,129 
– 
0,720 
– 
0,630 
1,0 
0,224 
1,628 
0,283 
1,008 
0,280 
1,160 
0,153 
0,654 
1,2 
0,206 
1,773 
0,368 
0,987 
0,294 
1,516 
0,224 
0,863 
1,5 
0,575 
1,929 
0,366 
1,112 
0,630 
1,670 
0,371 
1,052 
2,0 
0,924 
2,028 
0,718 
1,148 
0,970 
1,899 
0,635 
0,974 
Рисунок 3.4 – Конечно-элементная модель формообразования отверстия с 
отбортовками в заготовке толщиной 2,0 мм пуансоном диаметром 4,2 мм в 
момент разрыва её нижней поверхности 
На рисунке 3.5 представлена расчётная модель конечной стадии 
образования отверстия с отбортовками (прохождение цилиндрической части 
пуансона) в заготовке толщиной 2,0 мм при диаметре пуансона 4,2 мм. На модели 
видна объёмная пластическая деформация металла. 
На рисунке 3.6 приведена конечно-элементная модель в момент разрыва 
нижней поверхности заготовки толщиной 0,8 мм. Как показывают рисунки 3.6 и 

---

Изм. Лист 
№ докум. 
Подпись Дата 
Лист 
74 
15.04.05.2018.582.00 ПЗ 
 
3.7 механизм формообразования отверстий с отбортовками такой же, как и в 
заготовке толщиной 2,0 мм.
В конечной стадии образования отверстия с отбортовкой (рисунок 3.7) в 
заготовке толщиной 0,8 мм верхняя отбортовка не образуется, и весь 
деформированный металл заготовки идёт на образование нижней отбортовки 
отверстия. При анализе модели конечной стадии формообразования отверстия с 
отбортовкой в заготовке толщиной 0,8 мм (рисунок 3.7) установлено, что 
перемещение пуансона под действием осевой силы Р
 с
, после разрушения нижней 
поверхности заготовки (рисунок 3.6) приводит к двум типам деформации – изгибу 
части заготовки, не имеющей контакта с поверхностью пуансона, и 
пластическому деформированию части заготовки в зоне контакта её с пуансоном. 
Следует отметить, что расчётная форма нижней отбортовки отверстия 
(рисунок 3.7) отличается от экспериментальной формы (см. рисунок 2.30), что 
может быть связано с принятием двухмерной модели, не учитывающей вращение 
пуансона.
На рисунках 3.8, 3.9, 3.10 представлены расчётные поля пластических 
деформаций, суммарных напряжений по Мизесу и температур при 
формообразовании отверстий с отбортовками вращающимся пуансоном 
диаметром 4,2 мм в тонколистовых заготовках толщиной 0,8 в конечной стадии 
образования и интервалах протекания процесса 0,1 с. В правой части рисунков 
находится шкала цветов, на которой каждому цвету соответствует определённое 
значение деформации, напряжений и температур. 
При 
анализе 
конечно-элементной 
модели 
конечной 
стадии 
формообразования отверстия с отбортовками на заготовке толщиной 0,8 мм 
(рисунок 3.7) можно увидеть, что искажение сетки происходит в зоне контакта 
пуансона с внутренней поверхностью отбортовки отверстия. Таким образом, в 
этой зоне находятся наиболее высокие напряжения (рисунок 3.8), пластические 
деформации (рисунок 3.9) и температуры (рисунок 3.10). 

---