圖4-8 是 Blank 3 不同沖程的應力分佈圖,左邊是上層(與沖頭接
觸)應力分佈圖,而右邊是下層(與下模接觸)應力分佈圖。沖程 12mm 時,於上層元素已可清楚看到,接近彎曲軸兩端之應力為最大值,而 下層元素應力值則是由彎曲軸兩端越往中心點越大。在最後階段,沖 程17.9mm 時,上層元素之應力最小值並非發生於彎曲軸的中心點,
而是大約發生於彎曲軸中心點與端點之中間,而應力最大值則發生於 接近彎曲軸兩端,這與簡單彎曲(pure moment bending)分析板材彎曲 成形所得應力分佈之情形不一樣。至於,下層元素應力值則是由彎曲 軸兩端越往中心點越大,與簡單彎曲分析板材彎曲成形所得應力分佈 之情形類似。在除荷階段,上層元素應力於彎曲軸兩端仍有較大之殘 留應力。由於,上層元素應力值往彎曲軸兩端增大,下層元素應力值 往彎曲軸中心點增大,造成板材彎曲成形時,產生馬鞍之外形。圖 4-9 顯示 Blank 3 彎曲成形時,彎曲軸兩端之撓曲情形,位於彎曲軸 之下層元素未與下模接觸,產生的撓曲比內層大。
圖4-10 是 Blank 3 不同沖程的主應變分佈圖,左邊是上層主應變 分佈圖,而右邊是下層主應變分佈圖。沖程12mm 時,於上層元素已 可清楚看到,接近彎曲軸兩端之主應變為最大值,而下層元素主應變 則是由彎曲軸兩端越往中心點越大。在最後階段,沖程17.9mm 時,
上層元素主應變最大值則發生於接近彎曲軸兩端,下層元素主應變值 則是由彎曲軸兩端越往中心點越大。在除荷階段,上層元素主應變於
彎曲軸兩端仍有較大之應變。
圖 4-11 是 Blank 3 不同沖程的反作用力分佈圖。反作用力分佈 圖,可看出板材與模具之接觸情形。在沖程 6mm 時,彎曲軸上之上 層元素與沖頭為直線接觸,下層元素則與下模類似點接觸。沖程12mm 時,板材與模具之接觸已變成類似點接觸。沖程17.9mm 時,板材與 模具於彎曲軸為直線接觸,這可證明彎曲成形已到達 coin 階段。圖 4-12 是 Blank 3 除荷後之厚度分佈圖。由厚度分佈圖,可看出板材厚 度最薄處發生於彎曲軸之中央部分,故可預期板材若發生破裂,其位 置將從板材底部彎曲軸中央部分開始破裂。
圖 4-13 顯示板材 V 型彎曲馬鞍成形加工時,不同沖程及不同板 材寬度時的馬鞍外形。在沖程 6mm 時,不同板材寬度的馬鞍外形,
其中間部分皆為直線,而兩端點馬鞍高度亦一樣。沖程12mm 時,馬 鞍外形中間部分稍微凹入,板材寬度越寬則凹入量越大,而兩端點馬 鞍高度以板材寬度較窄之板材最大。沖程 17.9mm 時,Blank 1 之馬 鞍外形中間部分稍微凹入,Blank 2 之板材凹入量更大,至於 Blank 3 之馬鞍外形中間部分則為波浪狀。由此可見,板材寬度越小則馬鞍外 形越明顯,馬鞍高度越高。板材寬度越大則馬鞍外形為波浪狀,但因 波浪並不大且馬鞍高度不高,對彎曲製程產生之不良影響較小。
圖4-1 馬鞍成形製程之模具幾何尺寸