利用变压边力控制技术改善盒形件成形性能

利用有限元软件LS-Dyna3D研究了盒形件的整体压边圈和分块压边圈分别在恒压边力、变压边力(随凸模行程和压边圈位置变化)情况下的盒形件拉深成形性能．模拟结果表明，变压边力控制技术可以显著改善盒形件成形性能，增加盒形件拉深深度．     

基于数值模拟的变压边力优化设计

提出了一种基于板料成形有限元模拟的变压边力(VBHF)优化方法．建立了板料成形性能的综合评价模型．为了保证优化过程的收敛，采用信赖域模型管理来调整设计空间的变化，与传统的基于梯度的VBHF优化相比，该方法具有设计过程简单、方便，计算结果准确等优点．为了验证算法的可靠性，给出了不等深盒形件拉深时随位置变化的压边力优化结果．     

基于压边力设计的高强度钢板成形方法

在板料成形时，高强度钢板比普通钢板更易产生破裂、起皱以及尺寸和形状精度不良的倾向．变压边力是改善其成形性能的有效途径．通过基于数值模拟的正交试验优化设计分析方法，对不等深盒零件冲压成形过程的压边力分布进行优化，给出了可以有效改善高强度钢板成形性能的设计参数，改善了高强度钢板局部成形不足的缺陷，使零件变形更均匀，减小零件的回弹，提高了零件的总体质量．分析结果和试验结果进行对比，两者是一致的．     

应力-应变曲线形式对铝合金板料成形极限的影响

为使板料的成形性分析更符合实际,以Marciniak-Kuczynski(M-K)理论为基础,提出了采用应力-应变测量数据预测铝合金板料成形极限的方法.分别采用应力-应变测量数据、幂指数以及多项式拟合曲线三种应力-应变形式对6016-T4和7075-T6铝合金板料的成形极限进行研究.通过单向拉伸实验得到材料的应力-应变数据,构建了不同形式的曲线模型,计算了相应的极限应变,并绘制了板料成形极限曲线.将理论上预测的FLC与胀形实验结果进行对比,结果表明,采用应力-应变测量数据对板料成形极限的预测最好,而常用的幂指数拟合曲线得到的预测结果与实验存在一定的偏差.     

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...     

Analytical and Experimental Studies on Critical Blank-holder Forces in Cylindrical cup deep drawing

Based on the plastic deformation theory and energy method, the critical blank-holder forces (BHF) of wrinkling and fracture in the cylindrical cup deep-drawing are analyzed. The verify experiments were performed and compared with the theory analysis results. The predictions agree well with the experiment results. Thus, the validated presenttheoretical analysis model may be applied to determinate the suitable BHF.     

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。     

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.     

板料成形过程中拉延筋抗力的实验测试

针对理论计算拉延筋抗力的复杂性 ,借助一套拉深实验测试系统 ,以盒形件拉深过程为研究对象 ,提出了一种通过实验方法简便测试拉延筋抗力的方法 ,即通过测定有、无拉延筋前后的总拉深力可以简便地计算出拉延筋抗力的大小 .将实验结果与数值模拟结果进行了对比计算 ,表明试验方法得到的结果与数值模拟的结果相吻合 ,说明了实验方法的正确性 .     

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.     

A Study on Super Speed Forming of Metal Sheet by Laser Shock Waves

Metal sheet plastic deformation or forming is gener at ed through a mechanical pressure or a thermal variation. These pressure variatio ns or thermal variations can be created by a variety of means such as press form ing, hydroforming, imploding detonation and so on. According to the magnitude of the strain rates all these forming methods can be divided into quasi-static fo rming and dynamical forming. Up to now there are no reports of forming methods w ith the strain rates above 10 5sec -1, even thoug...     

板材成形缺陷及其数值仿真

以典型冲压件及冲压过程为例,介绍自行研制的覆盖件成形与模具设计ＣＡＥ软件系统对板材成形缺陷,即鼓动、起皱、破裂与回弹的数值仿真结果及与实验结果的比较．旨在检验金属塑性成形屈服准则、塑性流动本构理论以及动边界摩擦约束处理方法的有效性,进而为解决金属覆盖件塑性加工成形与模具制造工业面临的关键力学问题提供有效的数学工具．     

激光冲压金属板料成形的研究

随着现代科学技术的飞速发展 ,金属板材成形件的需求量日益广泛 ,因而探索板材成形的新工艺和新技术具有十分积极的意义 笔者首次提出利用激光冲击波技术来进行金属板料成形的新技术———金属板料的激光冲压成形 ,分析了其成形机理和特点 利用脉冲能量为 1 0～ 30J、脉宽为 2 0ns的高功率Nd :Glass激光器 ,对金属板料进行了激光冲压成形的实验研究 ,探讨了激光参数、板料性能、约束边界等条件对板料成形的影响 获得了在激光单次冲击条件下 ,板料成形深度、成形区残余应力与工艺参数和约束边界条件之间的变化规律     

工艺参数对中厚板高凸台挤压成形影响的分析

基于中厚板高凸台挤压成形过程中影响凸台高度的3种常见缺陷,提出了有效体积利用率的概念.以此为指标,运用正交试验的方法,对成形过程中影响凸台成形质量的工艺参数进行分析,确定了关键工艺参数,并分析了这些参数对凸台挤压成形有效体积利用率的影响规律.研究结果为板料高凸台挤压成形工艺设计与模具优化提供了一定参考.     

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．     

板料成形中的大变形接触问题的有限元解法

基于弹塑性有限变形理论，采用ＵｐｄａｔｅｄＬａｇｒａｎｇｅ描述建立了用于板料成形分析的动力学有限元数学模型，考虑到材料的各向异性，给出了Ｊａｕｍａｎｎ应力形式的各向异性本构关系．引用罚函数法处理接触边界，对于板料与模具之间的摩擦采用修正的库仑摩擦定律，保证了计算的稳定性．基于此模型编制的有限元程序对一盒形工件的成形进行了数值分析，计算结果与实验结果基本符合．     

薄材多点成形中回弹的预测

多点成形技术是三维曲面板类件柔性成形的新技术.在薄板边多点成形中,回弹是一个必须解决的问题.论文中采用显-隐式算法分析了板材厚度、曲率半径对柱面、球面等典型曲面的多点成形回弹的影响,得到了回弹趋势和回弹分布规律,这些结果对多点成形技术具有一定的参考价值.     

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。     

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。     

改进的一步模拟法及其在板料成形分析中的应用

研究了基于形变理论的板料成形一步模拟法（又称为反算法）．采用由CST（Constant Strain Triangular）薄膜单元和DKT6（Discrete Kirchhoff Triangular）板单元组合而成的DKTl2壳单元,既可以考虑面内薄膜力的作用,也可以叠加弯曲效应对单元的影响．引入Barlat提出的6个应变率分量表示的塑性势函数,可以更好地描述板料面内各向异性．用弧长展开法获得初始解,并利用反向变形法对其进行改进,增强了求解的稳定性,提高了计算精度．盒形件的拉深实例证明,该改进的方法可以更为有效地模拟实际变形情况,分析结果具有较高的可信度．