数值模拟算法的研究

冲压是板料成形的主要方法,而弯曲回弹又是其中的重要成形工艺。板料成形后的回弹是很多冲压成形工艺中常出现的缺陷。采用有限元法对板料冲压成形过程进行数值模拟来预测回弹是提高板料冲压成形的一种可靠方法。文章对板料成形数值模拟常用的动力显式和静力隐式算法进行分析,得出将两种算法综合使用最合适。     

板面弹性压板力对提升板料失稳临界应力 的作用及其应用

从分析矩形薄板的受压失稳临界应力入手,提出在冲压成形板料的上下面设置弹性压板力,从而提 升板料的失稳临界应力,减少板料的受压屈曲与起皱。根据这个原理设计的新型冲压模具可有效地控制板 料的起皱,同时具有“一模多用”的作用。试验也表明,具有板面多点压板功能的冲压模具,可以显著地提升 板料的失稳临界应力,减少板料的起皱。     

基于正交试验的板料冲压回弹多工艺参数优化

以U形板料为研究对象,综合考察评价了多个工艺参数对U形板料冲压回弹量的影响.通过正交表安排试验,对板料的冲压进行数值模拟获得冲压回弹量,取得试验数据.研究了不同工艺参数对板料回弹影响的程度,得到了使板料回弹量最小的参数组合.将正交试验法用于冲压工艺参数的优化,在保证一定的分析精度前提下,显著节省了工艺制订的时间,提高了工艺参数设计的效率.     

铝合金热冲压成形质量影响因素

建立铝合金热冲压成形的有限元模型,研究坯料初始温度、冲压速度、压边力及摩擦因数对板料成形质量的影响,通过铝合金热冲压实验验证有限元模拟的可靠性.研究结果表明:400～500℃是可行的坯料成形初始温度范围;冲压速度增大,成形质量较差,超过一定限度时,冲压速度的增大对板料成形质量影响较小;压边力超过15kN时,铝合金板料可能产生破裂失效;良好的润滑是铝合金热冲压成形的必要条件,摩擦因数小于0.15时,板料不会被拉裂.     

对板料冲压工艺的设计研究

板料冲压在上程实际中应用板料冲压成形计算机仿真技术，是从根本上改进现行模具设计模式的一个有力手段，是促进模具工业技术进步的关键因素之一，对于实现工业生产现代化具有重要意义。本文从冲压工艺入手，对板料冲压的仿真系统设计进行了分析。     

汽车覆盖件用铝合金板冲压成型的材料参数敏感性

将试验设计和板料冲压成型数值模拟技术相结合，利用正交试验设计技术建立板料冲压成型有限元仿真试验方案，根据成型极限图的破裂极限建立铝合金板料拉深成型能力评价标准。用LS—DYNA3D板料冲压成型仿真软件对杯形件拉深进行模拟，研究材料参数的变化对铝合金板料冲压成型性能的影响，并确定最佳的材料参数组合方式．     

知识挖掘方法在板料冲压工艺设计中的应用

提出了从金属塑性成形数值模拟结果中挖掘知识的方法，简述了实现的步骤和采用的算法．以板料冲压成形工艺设计为例，进一步详细论述了如何采用所提出的知识挖掘方法从板料成形数值模拟结果数据中提炼新的工艺知识．该方法拓展了冲压工艺知识获取的途径．     

右后柱加强板拉深成形优化预测模型的建立

拉深是板料冲压成形的关键工艺,也是最复杂的成形工艺之一.文章将正交试验、人工神经网络和遗传算法结合起来,对板料的成形工艺参数进行优化,建立板料成形工艺参数的优化设计模型,并利用该优化模型最终获得满意的厚度最大变薄率和回弹量.     

高强度钢板热成形性预测研究进展

高强度钢板热冲压成形是实现车身轻量化、保证安全性的重要途径,近年来得到汽车和钢铁工业的广泛关注与应用。由于高温工况的引入,高强度钢板的力学行为表现出明显的应变率和温度相关性,为准确评价板料的热成形性带来了挑战。概述了热冲压技术的工艺特点,从热成形极限实验和理论预测两方面展开讨论,介绍了国内外学者的相关研究工作,分析了应变成形极限方法存在的不足,引出了基于损伤力学理论的板材成形性评价方法,分别介绍了连续介质损伤和细观损伤理论在板材成形性方面的若干研究,以及材料损伤参数的识别方法。结合热冲压技术的工艺特点,指出热冲压高强度钢的损伤研究应采用实验、理论及数值仿真相结合的方式,并充分考虑温度、加载速率以及应力状态对损伤演化的影响。本研究可为完善损伤理论在金属板材热冲压中的应用提供借鉴。     

修正的板料拉深性能评价指标TLDR及理论分析

对传统的板料拉深性能评价指标极限拉伸比（ＬＤＲ）进行了修正，提出了新的评价标准（工艺极限拉伸比）ＴＬＤＲ＝ｆ（Ｒ，ｎ，σ，ｔ，Ｆ压边，ｒｐ，μ，Ｇａｐ，…），即以工艺参数和板料基本力学性能参数为自变量的极限拉深比。导出了ＴＬＤＲ的理论计算公式，并对各影响因素进行了理论分析，ＴＬ．ＤＲ代表的不是在某一固定工艺条件下板料的拉深性能，而是在不同工艺条件下板料的实际拉深性能，因而ＴＬＤＲ的准确预测将有助于     

板材拉深稳定性理论及其应用

介绍了作者近年来在板材拉深稳定性理论及应用方面的研究成果.给出了拉深时变形区板壳的临界皱曲载荷以及厚向异性板材在拉深危险截面处的失稳载荷通解;将其应用于成形工艺分析,实现了无压边柱形凹模拉深和锥形凹模拉深以及有压边多次拉深成形极限预测与最小防皱压边力预测.理论预测与试验结果和生产经验数据吻合良好.     

金属板材渐进成形的数值模拟及破裂预测

针对板材渐进成形破裂预测对应变路径的过分依赖且无法实时预测的问题,首先,运用FORTRAN语言,通过ABAQUS有限元软件的材料子程序接口,将于忠奇破裂准则引入DC56D+Z钢板的VUMAT材料子程序中;其次,分别将于忠奇模型与ABAQUS自带Von Mises模型进行单向拉伸和渐进成形的模拟;最后,结合渐进成形实验与有限元模拟分析,以实验结果为标准,根据有限元模拟的结果,逆向寻找出于忠奇准则下渐进成形模型的临界破裂积分值I.研究结果表明:两种有限元模型的应力应变大小数量级相同,分布一致,从而说明了该子程序的有效性;渐进成形模拟过程中最大破裂积分值I出现的位置在零件的侧壁,与实验结果一致,积分值I=17可以作为预测渐进成形过程中板材是否破裂的有效条件.     

板材成形过程中直拉深筋作用的数值模拟

本文通过对板料在直拉深筋中变形过程的分析,给出了一个简化的直拉深筋作用分析模型.针对这个模型建立了有限变形弹塑性有限元方程,并利用所编制的程序计算了半圆形截面和方形截面直拉深筋作用下板料的变形.实验表明数值分析结果是可靠的.     

各向异性薄板对角拉伸下的弹塑性皱曲分析

本文应用Ｈｉｌｌ正交各向异性塑性理论和稳定的能量法则，推导出各向异性薄板在对角拉伸下皱曲的弹塑性稳定方程，并计算了两种材料ＬＹ１２Ｍ和ＳＰＣＥＮ的失稳临界值，理论计算与ＹＢＴ试验较吻合。     

高强度钢板的热塑性成形极限

以22MnB5为研究对象,通过试验与数值模拟相结合的方式研究了高强度硼钢在高温下的热塑性成形极限. 开发了基于Nakajima测试的成形极限试验装置TFLD300,进行了高温条件下的成形极限试验并获得了不同温度下的成形极限曲线,由此建立了考虑温度影响的三维成形极限图3D-TFLD(thermal forming limit diagram). 在自主开发的商业金属成形软件KMAS(king mesh analysis system)基础上,结合热成形热、力及相变多物理场耦合关系开发了热成形分析模块,并将三维成形极限图作为高温成形性的判断准则引入到热成形数值模块中. 以一款汽车B柱为例,通过KMAS软件对其热成形过程中的破裂情况进行了数值模拟,并与试验进行对比,结果证明KMAS软件热成形分析模块和3D-TFLD能够准确地预测板料在热成形过程中的破裂情况.     

Study on Theory and Application of the Energy Method used for Analyzing Compressive Instability in Sheet Forming

It is pointed out that there was serious weakness w he n using the energy method for studying compressive plastic instability in sheet forming in the past. Where applying the deduced instability strengths to relativ e engineering analysis, theoretical solutions were away from practices. Its basi c reason is that simplified process in mathematical analysis of elastic bending energy was completely applied to that of plastic bending energy. Where the cambe r expressed by function of displacement normal to a ...     

1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板等离子电弧加热弯曲成形的温度场

为获得等离子电弧加热工艺参数和薄板几何尺寸对薄板温度场分布的影响规律,应用有限元方法对1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板等离子电弧加热弯曲成形的三维瞬态温度场进行了数值模拟,分析了等离子电弧功率、扫描速度、薄板厚度以及冷却条件等对等离子电弧成形温度场的影响特性.结果表明:1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板的弯曲角度随着等离子电弧功率的增加而增加,最佳扫描速度下薄板厚度方向温度梯度达到最大.改变温度梯度可以达到控制变形的目的.     

The Effect of Variable Blank-Holder Forces on the Formability of Aluminum Alloy Sheets during Sheet Metal Forming

In this paper, the effect of variable Blank-holder forces (VBHF) on the strain path during sheet metal forming has been investigated by numerical simulation and experiments. The formability of select aluminum alloy sheet was evaluated by theory prediction of forming limit curve based on the M-K method. The effect of different VBHF on the formability was presented. In order to verify the predictions of strain path, experiments are being carried out using a recently-built multi-points variable blank-holder forces hydraulic press. The results show that large side BHF with small comer BHF during rectangular box deep drawing can improve the formability of the selected aluminum alloy sheet     

金属板料成形的一步有限元模拟方法

研究了基于形变理论的金属板料成形一步有限元模拟的理论和方法,并实现了计算机程序,由于引入Ｈｉｌｌ非二次屈服准则业描述各向异性金属板材,得到了比二次屈服准则更准确的结果,通过对不同加工工艺的模拟,证明了此方法和程序的通用性,一步模拟的结果和实验以及增量方法的比较表明,此方法能够正确分析成形工件中的变形情况,由于计算速度快,建立分析模型简单,气以此方法可用于设计早期估计零件的可成形性和工艺的可行性。     

基于网格拓扑关系的截面物理量显示技术

基于金属板料冲压成形模拟过程中有限元网格自适应加密与减密技术的特点,提出了自适应网格单元拓扑关系的截面物理量显示算法,可以快速、准确有效地确定特定截面与有限元自适应网格的交线,实现截面相关单元物理量显示.与板料成形仿真软件FASTAMP后置系统的集成验证表明,算法具有搜索速度快、准确性高、实现简单的特点.