精冲零件断面质量及变形区显微状态的研究

借助于有限元分析软件DEFORM-3D,建立了非回转体三维热力耦合有限元模型,对精冲零件进行了模拟分析.随后利用精冲试验得到精冲零件,并通过观测精冲零件断面,对精冲件的不同特征部位断裂带大小、变形区的流线、晶粒变形和显微硬度进行了观测和分析.此外,采用电子探针显微分析仪分析了断裂区的化学成分.通过以上研究发现:直线和圆弧特征部位的精冲性能相当,内凹特征部位的精冲性能最好;精冲变形区流线密集,而零件心部流线稀疏;精冲零件主要剪切变形区有明显的冷作硬化现象,主要变形区硬度最大值较基体硬度提高了约90%;精冲变形过程中发生了化学成分的迁移,断裂区有害元素P,S和Si含量增多,有益元素Mn,Cu和Fe含量减少,促进了剪切面断裂带的形成.     

双向超越离合器星轮成形工艺分析

针对离合器星轮传统制造工艺存在机械加工制造成本高、材料利用率低,精密冲裁零件断面会产生塌陷、拉裂等问题,提出了精冲挤压成形离合器星轮方法,它不但能提高零件精度,改善零件力学性能,还能提高生产率并节省材料,模拟分析结果表明:精冲成形后零件断面由于材料塑料变形产生的塌角现象,采用挤压成形后,零件塌角得到了明显的改善,其尺寸精度也可得到较大的提高;随压边力的增大,零件塌角高度减小.研究结果为厚板精密冲裁提供了新的方法.     

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.     

闭开联合楔横轧光轴轧件工艺参数对力能参数的影响

在阐明闭式轧制轴向凸起与稳定轧制条件基础上,采用DEFORM-3D有限元软件建立楔横轧轧制具有轴端坯料成形光轴的有限元模型,分析轴端长度、台阶倾角、台阶长度、断面收缩率等轧件工艺参数对力能参数的影响规律,并进行1:1轧制实验。研究结果表明:在轧制过程中,最大力能参数随着轴端长度与台阶倾角的增大而减小,随着台阶长度的增大先增大后减小,随着断面收缩率的增大而增大;其中断面收缩率对轧制力和轧制力矩影响最大,其次为轴端长度、台阶倾角,且轴端长度的影响大于台阶倾角的影响,台阶长度的影响最小;模拟轧制力矩与实测结果吻合较好,验证了有限元模拟结果的可靠性。研究结果可为闭开联合楔横轧工艺的轧机设计、合理确定闭式轧制轧件工艺参数和提高产品质量提供参考。     

铝合金拼焊板盒形件拉深中压边力分析及优化

利用焊缝模型、单元类型、材料的本构关系,建立铝合金拼焊板盒形件拉深成形有限元模型.以有限元数值模拟为主要方法分析了压边力对拼焊板拉深成形质量的影响、焊缝的移动规律和焊缝附近金属的变形情况;针对不等厚拼焊板的成形特点,采用薄、厚测不同压边力对成形过程进行优化.研究结果表明,压边力对拼焊板拉伸成形中焊缝及附近区域变形有明显影响,采用不同压边力技术能够在一定程度上提高拼焊板盒形拉深件成形质量.     

弹性元件选用对板料弯曲成形回弹的影响

弹簧、橡皮和液压垫是设计压边装置的弹性元件,三者加载的压边力不同,而压边力是影响弯曲回弹的主要因素之一。取弹簧、橡皮和液压垫分别进行弯曲有限元模拟,结果表明:初始压边力相同,弹簧压边是三者中控制回弹效果最理想的;液压垫压力大于初始压边力,则控制回弹效果又优于弹簧压边。本研究结果可为弯曲模具压边装置设计时选用弹性元件提供参考。     

压边圈应力传递规律及其对冲压成形的影响

利用弹性实体单元有限元模型研究了压边圈厚度对压边应力传递的影响规律,并与实验结果进行了对比分析.在此基础上,分析了不同厚度及结构的压边圈对钢板成形性能的影响规律.结果表明,使用弹性实体单元模型可以准确预测压边圈应力传递,从而提高冲压成形数值模拟精度;相对于平板结构的压边圈,锥台结构压边圈更有利于变压边力的实现,并改善钢板成形性能.     

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.     

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.     

压边力和液压力对椭球形件充液拉深成形的影响

起皱和破裂是板材零件的两大缺陷。充液拉深成形是一种新的塑性加工工艺,可以改善曲面形零件的成形质量。压边力和液压力是该工艺的关键参数。利用Dynaform有限元分析软件研究了旋转椭球形件在恒压边力变液压力、变压边力变液压力情况下的充液拉深成形情况。模拟结果表明,压边力和液压力的加载路径对于零件的成形有明显的影响,采用变压边力变液压力技术可以得到不破裂、不起皱、减薄率小、厚度均匀的零件,在很大程度上改善了零件的成形效果。     

半球形件变液压力变压边力充液拉深研究

采用充液拉深工艺,运用变液压力变压边力组合的方法,以DYNAFORM软件为平台,对半球形件的成形过程进行了有限元仿真模拟.仿真结果表明,在恒定压边力充液拉深下,零件易发生起皱和破裂,零件减薄率较大,无法满足成形要求.采用变液压力和变压边力组合的加载方式进行研究.研究结果发现,采用变液压力变压边力组合进行充液拉深的零件不破裂、不起皱、减薄率小,零件厚度分布均匀,能够较大程度地改善零件的成形效果.最后通过试验验证了该工艺的可行性.     

压边力对汽车前轮罩板成形性能的影响

为了有效解决实际生产中优化汽车前轮罩板拉深成形工艺的问题,根据左右轮罩板件的结构及性能要求,设计拉深数模及其工艺,在恒定压边力条件下,对轮罩板件拉深成形过程进行数值模拟。通过数值模拟从典型变压边力加载模式中得到一条最优变压边力加载曲线,使拉深件不出现起皱和拉破现象,并且使零件区域厚度分布最均匀。与恒定压边力下的最优结果进行比较得出,U型变压边力加载模式为最佳方案。     

精冲过程的韧性断裂

金属塑性加工时，材料内部会出现应变集中和空穴长大两种损伤，导致材料的承载能力下降与丧失．分析了精密冲裁时均匀塑性流动形成光洁表面以及空穴长大引起的断面撕裂现象，从材料细观损伤角度阐明了精冲原理，比较了精冲与普通冲裁两种不同的材料分离机制，并对精冲过程的数值模拟结果进行了讨论．     

板材精密冲裁工艺的研究

在有限元分析的基础上，提出了一种阶梯形凸模负间隙精密冲裁方法。其特点是可使精冲工艺在单动压力机上实现，而无需专用三动压力机。这种精冲方法，模具结构简单，易于制造和安装，成本低。用铜、铝、钢等材料对该方法进行了实验验证，得到了剪切断面上100％光亮带的精冲件。     

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.     

板料拉深后皱曲判据及其极限预报与控制

根据“多余三角形材料皱曲模型”导出了皱曲各阶临界切向压应力式和凸缘变形区中最大切向压应力式，进而给出了不皱曲判据和皱曲各阶临界模态跳跃式的变化规律，以不锈钢0Cr18Ni9板材为算例，绘出了皱曲各阶最大极限预报与控制图和皱曲极限预报与控制全图，得出了0阶模态时的皱曲极限是皱曲和后皱曲极限预报与控制的依据，皱曲和后皱曲判据既适用于恒压边力拉深，更适用于变压边力拉深。