法兰约束条件下铝合金杯形件的旋压成形性能

为了提高铝合金2024-O的旋压成形性能,通过试验研究了2种法兰约束(单边和双边)条件下杯形件的极限旋压比,并通过数值模拟研究了单边和双边法兰约束旋压成形中工艺参数对构件厚度的影响.结果表明:相对于传统的自由边旋压成形工艺,法兰约束旋压成形工艺可以提高极限旋压比,并且双边法兰约束比单边法兰约束的效果更佳;在相同的工艺条件下,双边法兰约束的构件壁厚比单边法兰约束的构件壁厚更均匀;在法兰约束的旋压成形中,板料与托辊(或旋轮端面)间的摩擦系数对构件壁厚几乎没有影响;随着旋轮端面与托辊的约束界面间隙增加,双边法兰约束的构件壁厚先减小,而后增大并趋于稳定.     

柔性滚弯成形工艺中边波的控制方法

建立了柔性滚弯成形数值模拟模型,分析了道次数目、变形路径及道次间距等主要工艺参数对边波的影响规律,并研究了边波控制方法.结果表明:变形路径对边波的形成影响很大;增加道次数目和道次间距,都可以减弱边波效应,通过合理设计变形路径,能够有效控制边波的产生.     

焊管液压成形极限的数值仿真分析

建立了反映焊缝、热影响区和母材3部分结构的焊管有限元模型,采用应变增量比作为数值仿真中的颈缩判据,计算出液压成形条件下QSTE340焊管的成形极限曲线,并利用数值仿真的工艺路径完成了QSTE340焊管成形极限的实验测定.结果表明,数值仿真所得成形极限曲线与其实验值较为吻合,最先发生颈缩的位置位于紧邻焊接区的母材单元上,与其实验观察的颈缩发生位置相一致,从而验证了所提数值仿真方法的可靠性.     

工艺参数对高强度钢冷冲压界面温度影响分析

为探究先进高强度钢冷冲压成形过程中板料-模具界面温度场变化,以DP590钢板U形件冷弯曲过程为研究对象,采用热力耦合有限元静力算法建立弯曲过程的数值仿真模型,完成了板料-凹模圆角区界面温度场数值模拟,分析了相对圆角半径、压边力、拉伸速度和摩擦系数对界面温度峰值的影响.研究表明:随着模具相对圆角半径减小、拉伸速度增大、摩擦系数增大,板料-凹模圆角区界面温度峰值明显增加;压边力对瞬态阶段界面温度峰值没有明显影响,而稳态阶段界面温度峰值随压边力增加而增大,当压边力压实变形板料后其峰值逐渐趋于稳定.     

基于双相钢板DP780弯曲试验的模具材料磨损性能

采用U形拉伸-弯曲成形试验方法研究了用于先进高强度双相钢裸板DP780的3种模具材料的磨损性能.结果表明:经过热扩散碳化物覆层(TD)处理的模具材料V4E及DC53的耐磨损性最佳;经过真空热处理的模具材料DC53的耐磨性能较差;对于经TD处理的V4E及DC53,模具的磨损主要集中在凹模圆角入口0°~15°区域,而对于真空热处理的DC53,模具在凹模圆角和法兰处均出现了严重的磨损.     

2060-T8铝锂合金槽形件的电辅助增量成形

设计并搭建了电辅助增量成形试验平台,通过2060-T8铝锂合金槽形试样的电辅助单点增量成形试验研究了脉冲电流对成形试样的轮廓精度和壁云厚分布等成形效果的影响规律.结果表明:在电辅助增量成形过程中,因脉冲电流而产生的电致塑性效应,会促使材料变形的局部化,从而提高了板料的成形能力;在所用试验条件下,随着电流密度增加,试样的轮廓度误差以及成形区域的减薄率先减小而后增加;当电流密度为9.5A/mm~2时,试样的成形效果最佳.     

材料参数对高强钢辊弯成形边波影响的有限元分析

建立了可靠的辊弯成形数值模拟模型,研究了材料参数对高强钢辊弯成形产生边波的影响.结果表明:模拟结果与已有文献实验数据相吻合;在高强钢辊弯成形中,随着屈服强度、强化系数、厚向异性系数的增加,产生边波的趋势减小;随着强化指数的增加,产生边波的趋势缓慢增加.     

热塑性聚烯烃大变形行为建模及数值模拟

为了研究热塑性聚烯烃(TPO)大变形过程中力学行为,将基于高分子材料微观特征建立的本构模型加入有限元软件中,实现了TPO变形和微观特征演变的耦合.该模型考虑了TPO材料与应变速率有关的初始均匀变形、屈服、应变软化和应变硬化的变形过程.采用数值模拟的方法,研究了TPO在拉伸状态下的力学行为.结果表明,本构模型的预测结果与试验结果比较接近,模拟结果清晰地描述了三维变形过程中应力场的分布以及颈缩演变,为TPO材料零件的虚拟设计提供了依据.     

双相钢板成形界面压力数值仿真及对板料表面损伤影响

借助于有限元软件建立弯曲过程接触界面压力的仿真计算模型,并用于计算双相钢与模具接触界面的压力.结果表明,在整个冲压行程中,板料上界面的压力分布可分为瞬态阶段和稳态阶段.在瞬态阶段,板料上界面压力的分布不连续并存在2个明显的峰值,其界面压力峰值显著高于稳态阶段;在稳态阶段,板料上界面压力的分布均匀连续,分为高压力区和低压力区,板料刚流入凹模圆角处的界面压力大于流出凹模圆角处的界面压力.钢板强度和成形压边力影响稳态阶段的界面压力和接触区域宽度,且呈现出正比例变化关系,从而对钢板表面的损伤带来不利影响.     

薄壁球面构件普旋法兰起皱预测方法评价

为了探究现有的起皱评价方法对薄壁球面构件普旋法兰起皱发生时刻预测的精确性,以2024-O铝合金球面薄壁构件第一道次普旋为研究对象,通过试验方法确定了2024-O铝合金旋压法兰起皱发生时刻,同时结合数值仿真手段,基于现有的起皱评价方法分别得出了2024-O铝合金旋压法兰起皱发生时刻的结果.研究结果表明:法兰几何波动法和基于塑性失稳的理论模型可以正确地预测法兰起皱发生时刻,前者预测误差达到12.5%,后者误差为7.7%;旋压力法可以预测法兰严重起皱时刻,但无法定量预测起皱发生时刻;弹性应变能振荡法对上述两种起皱问题均无法预测.