板料成形数值模拟的过程研究

讨论了板料成形数值模拟方法的一般步骤及零件工作参数的确定方法.应用DYNAFORM软件分析了底壳件的成形过程,预测了零件可能产生起皱和破裂的部位,提出了消除和减少起皱及破裂的工艺改进措施.     

基于FEA的拼焊板轿车中立柱拉延成形

运用DYNAFORM软件,对轿车侧围激光拼焊板中立柱进行冲压成形有限元数值模拟研究。通过观察成形极限图和厚度分布图对零件进行成形缺陷分析。针对成形结果中出现的拉裂、起皱和减薄等缺陷问题,采用调整成形工艺参数以及设置等效拉深筋的方法改善使成形结果,并根据仿真分析的结果,提出改进及优化工艺的方案。利用数值模拟过程中优化的工艺参数,进行实际零件的拉延成形实验,得到了质量较好的成形零件。研究结果表明:拼焊板焊缝模型的选取、板坯及工具网格的划分直接影响数值模拟的精度;冲压速度、压边力和拉深筋等工艺参数的选取直接影响零件的拉延成形,尤其是通过对拉深筋阻力的调节,平衡了材料的流动,解决了用调节压边力的方法无法解决的拼焊板零件成形问题。     

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．     

复杂应变路径下的板料成形数值模拟

对建立板料成形极限图的各种试验和理论进行研究分析，指出现有试验和理论存在的缺点和不足．在此基础上通过运用有限元数值模拟与实冲试验相结合的方法，研究复杂应变路径下的板料成形极限，并以经过二次冲压的车辆左后悬挂架为例，研究了左后悬挂架危险点的应变路径，最终确定了该零件的成形方案．研究结果表明：有限元数值模拟可以实现复杂应变路径；应变路径的不同对冲压成形的结果有很大影响．     

板料弯曲成形实验研究

金属板料在激光作用下发生弯曲变形，其弯曲角度与激光功率、激光扫描速度以及扫描次数有关。     

板料冲压成形过程的三维动态模拟

采用随动拉格朗日坐标，应用三维弹塑性大变形有限元动态分析技术，模拟了板料拉深成形的全过程，得到了拉深过程中任意时刻各处的应力和应变值。取壁部单元的最后应变值，反映民形极限图上，与实验测得结果进行比较，符合良好。改变压边力这一参数，得到了预期结果，真实再现了实验现象。     

板料拉深成形过程中摩擦系数的确定

针对板料拉深成形过程中摩擦系数较难确定的客观情况,提出一种基于人工神经网络的能够快速识别摩擦系数的方法,在概述解析法确定摩擦系数的基础上,建立了识别摩擦系数的人工神经网络模型,用拉深试验机测取的摩擦系数、压边力、拉深力和凸模行程组成样本对其训练,实现了对摩擦系数的快速识别,从而就可以根据摩擦系数的波动,适时调整控制参数,以最佳的工艺参数来完成板料的整个拉深成形过程。实验结果表明,利用人工神经网络能够快速准确地识别出板材拉深成形过程中的摩擦系数。     

板料成形有限元分析的发展综述

在参阅和分析大量有关文献的基础上,对有限元法的产生和弹塑性有限元的发展进行了总结,特别是对当前应用广泛的板料成形有限元数值模拟在国内外的发展概况和发展趋势进行了详尽的剖析,为深入了解板料成形有限元的发展提供了有益的参考。     

板料成形有限元分析的发展综述

在参阅和分析大量有关文献的基础上,对有限元法的产生和弹塑性有限元的发展进行了总结,特别是对当前应用广泛的板料成形有限元数值模拟在国内外的发展概况和发展趋势进行了详尽的剖析,为深入了解板料成形有限元的发展提供了有益的参考.     

船舶钢板激光弯曲成形的数值模拟及实验研究

对船舶钢板激光弯曲成形过程进行了数值模拟及实验研究。建立了成形过程的三维非线性热力耦合有限元模型,模型中考虑了材料热物性参数和力学性能参数与温度的相关性。计算了弯曲成形过程的温度场及变形场,预测了钢板的最终弯曲角度。实测了激光弯曲成形过程中的温度变化和弯曲变形量。数值模拟结果与实验结果吻合较好。     

基于回弹控制的板料成形工艺多目标优化

针对板料回弹控制问题,提出了一种基于多目标优化的综合评判回弹的方法,建立了以等效应力偏差来表征并考虑高斯积分点位置影响的目标函数和以等效塑性应变表征的目标函数;运用试验设计技术、响应面法和多目标遗传算法,结合LS-DYNA关键字文件建立了基于回弹控制的成形工艺参数的集成优化模型,并分析了变压边力和拉延筋力对回弹的影响.结果表明:先小后大的变压边方式可以保证产品产生较大的塑性变形,后期较大的压边力还能使厚度方向的应力偏差减少,从而显著抑制回弹;而根据产品形状分段设置拉延筋,并分别施加合适的拉延筋力对于抑制回弹也有一定的效果;优化后回弹由1.952 50mm减少到0.674 51mm,证实了模型的多目标函数能够综合评判回弹.     

理想形变与板料成形设计

针对增量有限元求解用时过多的问题，采用形变理论并利用理想形变的假设，导出用于板料成形设计的一步法，理想形变假设认为变形 在整体塑性功取得相对极值的条件下得到的，给出了理想形变的数学公式和有限元表达，将此数值方法的结果与实验数据对照，得到了满意的结果。     

薄板粘性压力成形的数值模拟

基于粘性压力胀形工艺，建立了薄板粘性压力成形的有限元分析模型．对薄板粘性压力胀形成形过程中的厚向应变分布进行了模拟，研究了薄板粘性压力胀形的成形性能，与实验结果的比较证实了该模型的有效性．对不同粘度、不同加载速率以及摩擦系数情况下的粘性压力胀形成形分别进行了计算，讨论了这几种因素对成形性能的影响，为有限元方法在薄板粘性压力成形的应用奠定了一定基础．     

多工步板料成形过程的计算机仿真

目前金属板料成形工艺制定和模具设计仍然采用传统的单纯依靠工艺人员的经验和试模生产验证的方法进行,难以掌握成形过程材料的流动情况,以及进行工艺参数的优化．针对设计生产中这一普遍状况,介绍金属板料成形过程计算机仿真技术,探讨了在生产实际中应用ＣＡＥ技术的技术路线．通过比较单工步成形和多工步成形分析的技术特点,介绍了多工步成形过程的计算机仿真中的信息传递,并给出汽车轮辐多工步成形过程仿真的成功案例．     

金属薄板等离子电弧加热弯曲成形实验

为了研究金属薄板等离子电弧加热弯曲成形的规律及机理,采用等离子电孤沿直线来回对1Cr18Ni9Ti和Q235薄板进行加热弯曲成形实验.结果表明,随着等离子电弧在薄板上扫描次数的增加,其弯曲角度近似呈线性增大;在一定范围内热输入越大(如减小扫描速度、减小电弧长度、增加电弧电流等),板材厚度越小,薄板的弯曲角度越大;在较低的热输入下等离子电弧加热弯曲成形使晶粒细化,有利于改善薄板受热区域显微组织的机械性能;成形过程中存在残余应变强化,受热区域硬度提高;等离子电弧加热弯曲成形还可以降低机械加工引起的残余应力,有效减少回弹.     

Multi-Point Forming Technology for Sheet Metal

Multi-point forming (MPF) is an advanced manufacturing technology for three-dimensional sheet metal parts. In this paper, the MPF integrated system is described that can form a variety of part shapes without the need for solid dies, and given only geometry and material information about the desired part. The central component of this system is a pair of matrices of punches, and the desired discrete die surface is constructed by changing the positions of punches though the CAD and control system. The basic M...     

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。     

薄壳单元有限元方程及其在板料成形中的应用

基于Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ薄壳理论，采用ＴｏｔａｌＬａｇｒａｎｇｅ描述、Ｊ２型流动理论，建立了三维板料成形过程模拟的有限元模型，井考虑到材料强化、板料厚向异性等材料性能影响因素。根据此模型编制了计算机程序，并对实际零件成形过程进行了模拟。     

板材成形中的技术革命

提出板材成型技术中存在技术革命。第一次技术革命以板材成形从工场走向工厂为标志;第二次技术革命以实验成形性评定和实验变形分析为标志;第三次技术革命以理论成型性评定及成型CAD/FMS的出现为标志,它是原材料工业迎接材料科学技术革命的一条有效途径。 板材成型成为一个科学领域必然要与板材生产密切结合,这就提出了发展板材系统工程的需要。板材系统工程的基本内容是:(a)板材生产,(b)板材成型,(c)板材冶金过程与板材成形过程的协同。 回顾计算机辅助成型性分析和工艺优化的发展,提出了计算机辅助战形性分析体系、计算机辅助成形工艺优化体系及板材成型学科体系并给出了这三种体系的框图。