基于网格映射的车身覆盖件精细模面设计研究

由于机台和模具变形、制件减薄等因素的影响,造成合模时模面间隙与板料成形零件厚度不一致而导致模具研合率低.针对上述问题提出了一种新的模具模面精细化补偿方法,针对该补偿方法提出了一种基于二分法的网格变量映射新算法来实现不同网格变量之间的精确映射.该设计补偿方法在工艺设计阶段即可对模具型面进行相应的变形补偿,以抵消实际模具结构变形对成形件质量的影响.应用实例表明,该映射算法在精度和速度上有较大的提高,该补偿方法能够解决模具调试阶段研合率低的问题,大大提高了首次合模率.     

模内压板与成形复合工艺及杆系柔性成形模具

分析了板料在曲面成形过程中的应力分布情况和板料的受压屈曲与起皱机理,提出了一种新颖的板料成形方法———模内压板与成形复合工艺,板料在成形过程中板面法向受压板力的约束,可抑制板料受压屈曲,这种工艺方法可以显著地减少板料在成形过程中的起皱现象.杆系柔性成形模具由若干个可调节杆组成,若干个杆组合成一个阵列,各杆端冲压头可以更换,选用与被冲压板件局部成形面近似形状的冲压头组成一定尺寸的模具冲压面,以适应加工件的表面形状,从而构成冲压成形模具.模内压板技术与杆系柔性成形模具相结合,实现模内多点压板与成形,从而可以有效地抑制板料的起皱.     

基于有限元映射算法的试验网格显示及其应用

基于有限元映射算法和三角形面积坐标法提出了一种新的试验网格分析算法,该算法可以按试验网格模式显示板料成形数值模拟结果,而且具有原理简单、易实现、执行速度快等优点.基于本算法,提出了塑性成形物理模拟中的网格分析法,真实地模拟板料在冲压变形过程中各试验网格的变形情况.与变形云图只能显示一维方向上的物理量相比,网格分析法能够直观模拟板料在二维平面上的应变变化情况,方便用户直观了解板料的变形,改进了工艺设计.     

板料成形快速模拟的中间构形构造方法

为了解决传统静力隐式增量算法收敛困难的问题,提出一种基于大步长静力隐式有限元算法的板料成形快速模拟算法,即将板料成形中的弯曲和拉伸变形过程分开计算,根据板料和模具的位置关系计算中间构形.同时,提出了一种基于预应力膜单元的中间构形的准确构造方法,其中采用接触判断算法确定板料与模具的接触状态,接触区的板料形状取决于模具形状,而非接触区的板料形状采用预应力膜单元的平衡迭代计算获得,并采用平衡迭代方法计算中间构形,通过实际算例验证其有效性.结果表明,所提出的算法能够快速计算理想的中间构形,符合快速模拟的计算要求.     

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.     

基于约束投影的多工序板料成形自动定位

提出了一种嵌入于多任务提交管理工具框架中的基于网格投影约束的快速自动定位方法.在当前工序提交求解器计算之前,利用前一工序生成的真实成形结果替代初始板料,调整当前工序中工具与板料之间的位置关系,从而使工具获得理想的初始定位.与其他多工序数值成形模拟过程所用的定位方法相比,该方法计算时间短,稳定性好,且不影响计算结果的精度,并能有效地解决在数值模拟过程中碰到的带有垂直壁的工具引起的定位问题.通过某汽车侧围的多工序成形数值模拟,验证了文中方法的可行性.     

板料成形反向模拟法提高应力计算精度的策略

针对目前板料成形反向模拟法无法准确预测成形零件应力分布的缺点,采用一种DKT壳单元,可以描述内外层应力分布的差异而导致的弯曲力矩.根据反向模拟法求解的特点,提出一种快速搜索流经模具圆角的单元的方法.引入一种简化的纯弯曲梁的弯矩计算思想,对流经模具圆角的单元进行弯矩修正.在NUMISHEET’93盒形件拉深的标准考题中,通过与增量模拟软件Dynaform的比较,验证了采用DKT壳单元和进行弯矩的修正可以更好地描述变形历史,获得更为真实的应力分布.     

板料成形数值模拟中摩擦的处理及应用

针对板料成形过程中工件与模具不同的接触条件，采用常摩擦模型，提出相应的摩擦应力的处理方法．在此基础上，通过实际的模拟分析，证明了该处理方法的可行性．同时探讨了摩擦对成形结果的影响．模拟结果表明，板料与凹模和压边圈之间的摩擦阻碍了金属向凹模内流动，对板料拉深成形是不利的，而增大凸模与板料之间的摩擦则可以有效限制制件侧壁的变薄，这对成形是有利的．     

不同的多点成形工艺方式对回弹的影响

采用有限元数值模拟手段针对多点成形过程中产生的回弹现象进行了探讨.主要对比了多点模具成形和多点压机成形两种不同工艺,分析了不同的工艺条件对回弹的影响.采用先显式方法计算成形,后隐式方法计算回弹,对1 mm与2 mm厚度的球形曲面件进行了数值模拟.结果表明:在冲头为10×10的多点模具成形方式下,采用无压边成形,成形1 mm厚度的板料时,曲率半径为400mm的成形件回弹量沿纵向最大为1.22mm;但在相同条件下,用多点压机成形工艺的成形件,回弹量仅为0.24mm,即一次成形时,多点压机成形的板料比多点模具成形的板料回弹量仅为1/5;多点压机成形厚度为2mm的板料回弹约为0.多点压机成形方式比多点模具成形方式成形效果好,回弹量明显减小.     

基于插值求解与数值模拟的三维模具补偿方法

模具补偿是金属板料成形中控制回弹的主要方法.针对迭代修正方法在三维模具补偿中效率低、精度差的问题,提出一种基于插值求解与数值模拟的模具补偿方法.通过定义成形后工件形状误差与模具型面偏差之间的函数关系,求解得到了工件成形所需的理想模具补偿量;在有限元模拟中,沿回弹前后节点连线方向进行工件网格面节点反向调整,并对补偿后的节点群进行逆向处理,实现模具补偿面重构.该方法简化了三维模具型面的补偿流程,可实现模具型面内不同位置的独立、非均匀补偿,并保障了模具补偿型面的光顺性.以轨道车辆司机室车顶蒙皮为例,对比了不同模具补偿型面成形后工件的回弹量和形状偏差,并采用研究中获取的理想模具型面进行工件试制,结果表明成形件满足精度要求.     

微纳米压印工艺对PMMA流动填充及保真度的影响

采用有限元软件ANSYS进行数值分析及试验验证,研究工艺参数对PMMA流动填充和图形保真度的影响.选取3个相邻的高度不同的微透镜作为分析模型,选择四边形单元,采用映射的方式划分网格,选取模具上表面节点,施加工作压力载荷.分析微透镜阵列的整体压印效果,从是否大面积完全压印、透镜是否完全填充、透镜表面质量(粗糙度等)、缺陷(气泡、裂纹等)等指标进行考察,选出部分较优工艺参数;与较优工艺参数进行交叉比较,选出最优工艺参数;再以该组工艺参数为试验组,进行重复试验,检验工艺参数的可重复性.     

基于逆向工程技术实现汽车覆盖件回弹评测

针对实际冲压件提出了一种基于逆向工程技术的回弹评测方式.对实际冲压件进行激光扫描后重构出型面,根据弹性变形的特点对模型进行强制变形以找到节点的对应关系,并根据CAD模型的几何中心计算出曲面的重合点,以对应节点的距离为适应度函数利用遗传算法搜寻出最佳旋转位置,并计算出各节点的法向偏移距离作为该节点的回弹量.该方法实现了对冲压件各个部分回弹的精确评测,从而可以为模具的修整提供正确的指导.     

基于规则的小型冲压模具报价系统

文章针对小型冲压模具,利用基于规则的表示法设计典型工艺库、标准工序库、匹配知识库和工艺编码,运用部件的制造工时定额详细计算成形零件成本。建立标准模架价格数据库,根据得到的成形零件成本,采用模架估算法实现模具快速报价;最后通过实例验证了这种成本估算方法的有效性,达到了开发实用、合理的冲压模具报价系统,并为模具企业提供科学报价方法的目的。     

谈冲压模具的设计与加工

随着现代工业技术的不断发展,冲压模具逐渐成为冲压生产过程中的一项不可缺少的装备,冲压模具的设计以及制造工艺直接影响冲压件的质量．结合工作实际,对冲压模具设计与加工进行研究,并给出具体实例,以期为模具生产企业提供有益的借鉴．     

基于有限元法与田口法的V形件冲压仿真参数稳健设计

提出了一种有效的冲压仿真参数稳健设计方法,该方法将有限元分析方法和田口法有效结合．以V形件冲压过程为对象,首先分析各建模参数对稳健性仿真实验设计的影响,并就各因子的水平选择进行了研究,寻求有利于提高稳健性的建模参数组合．利用有限元软件ABAQUS建立了V形冲压件的有限元仿真模型,得到仿真实验设计结果．运用田口分析方法,进行了V形件冲压加工建模参数的稳健性设计分析,给出了实物试验结果,对仿真实验结果进行了验证分析．本研究为有效进行稳健设计提供了一种简单、实用的方法．     

汽车冲压件成形工艺规划中的若干实现技术

以汽车翼子板冲压件为例，系统研究了汽车冲压件制造中的工序分解、工序组合和工序安排问题，归纳了工序分解、工序组合与工序安排的主要准则，并阐述了整个技术的实现过程．提出了采用聚类映射方法生成工序分解树，采用左子结点/右兄弟结点的方法和单链表，将各工序子结点对应的产品模型形状特征有序地连接在一起，并通过工艺组合推理建立初步的工序组合方式．所提出的方法将大大提高汽车冲压件制造前的工艺规划效率．     

板料冲压成形的弹塑性有限元仿真分析方法

介绍了板料成形模拟仿真分析的关键技术,阐述了基于eta/DYNAFORM5.2软件对汽车冲压件成形的仿真分析,详细介绍了仿真过程及冲压参数的设定。通过仿真结果的分析,将解决冲压件的成形缺陷,能够更好地指导实际,缩短模具的设计周期,提高产品质量。     

有限元逆算法及其在板料成形工艺优化中的应用

采用三角形单元开发了精度较高的有限元逆算法,算法中考虑了摩擦、压边力、拉深筋、背压力、曲压料面等实际工艺条件．方程组求解引入快速求解算法,比一般的LDLT解法快几倍,尤其对于大型复杂冲压件问题来说求解效率提高更多．用此算法对典型的L型件进行了模拟,并与增量算法和实验结果进行了比较．可以看出该算法已经达到很高的精度,而且模拟过程迭代收敛速度快,计算时间很短．在此基础上以工件的厚向应变作为目标函数,采用一种实用性很强的工艺参数快速优化算法,即黄金分割法对压边力进行优化．仍以L型件为例,优化过程的计算时间说明快速优化算法相对传统增量算法具有明显的优势．     

轿车离合器轴承套圈级进冲压工艺参数自寻优

以轿车离合器板料多工步级进冲压轴承套圈为例,提出一种适用于大变形、大应变的级进冲压过程的径向基函数神经网络模型,结合有限元计算机数值模拟结果和遗传算法,达到优化冲压工艺参数的目的。     

Simulation about hot stamping of ultra high strength steel on the basis of lightweight technology

With the development of automobile lightweight,it is very necessary to apply the ultra-high strength steel parts manufactured by hot stamping,which offers the possibility to reduce the weight of automobiles and maintain the safety requirement.In order to complete hot stamping,it is important to design the structure of parts reasonably,which is related with reasonable matching of strength.The objective of this paper is to guide the design of parts manufactured by hot stamping and find the forming technical requirements of vehicle performance.Through experiments,the paper obtains the stress and strain curves at different deformation temperatures and strain rates.Based on experimental data, the constitutive relationship model is established which can reflect the deformation capacity of ultra-high strength steel during the process of hot stamping.Combined with finite element simulation results of hot stamping by commercial software AUTOFORM,transfer path of load and matching law of strength,the paper determines the design criteria and forming technical requirements of parts manufactured by hot stamping.At the same time,the impact performance of front cross member internal plate is taken into consideration.