厚度梯度准则在成形极限图建立中的应用

介绍了一种预测板料发生颈缩的新准则——厚度梯度准则,该准则基于当板料发生颈缩时沿垂直于颈缩方向的厚度梯度分布存在着极值C;在板料成形过程中,当其厚度梯度值小于临界厚度梯度值C时,认为板料发生颈缩.采用eat/Dynaform软件仿真了HS钢的凸模胀形试验,基于厚度梯度准则有限元计算获得了其成形极限图（FLD）.获得的FLD与通过理论计算和试验方法得到的结果进行了对比分析,基于厚度梯度准则的有限元计算结果与试验得到的数据吻合较好,且比理论计算得到的结果更接近试验得到的数据,从而证实了该方法的正确性和优越性.     

厚度梯度准则在成形极限图建立中的应用

介绍了一种预测板料发生颈缩的新准则--厚度梯度准则,该准则基于当板料发生颈缩时沿垂直于颈缩方向的厚度梯度分布存在着极值C;在板料成形过程中,当其厚度梯度值小于临界厚度梯度值C时,认为板料发生颈缩.采用eat/Dynaform软件仿真了HS钢的凸模胀形试验,基于厚度梯度准则有限元计算获得了其成形极限图(FLD).获得的FLD与通过理论计算和试验方法得到的结果进行了对比分析,基于厚度梯度准则的有限元计算结果与试验得到的数据吻合较好,且比理论计算得到的结果更接近试验得到的数据,从而证实了该方法的正确性和优越性.     

金属薄板面内成形过程的有限元分析

基于金属板材塑性变形的损伤本构关系，运用有限元数值法分析了金属薄板的面内成形过程。首先假设材料损伤发生在局部区域，发现当损伤到达其临界值时，板内会产生颈缩并迅速扩展；接着分析了薄板内部损伤和变形的发展过程及其对材料成形性能的影响。最后用有限元法计算得到了2024-T3和6111-T4铝板的成形极限曲线以及相应的试验数据。结果表明，用有限元法计算的数值曲线与试验数据相当吻合。     

轿车侧框冲压成形过程的仿真与试验分析

用数值仿真与实验分析方法研究轿车侧框的拉延成形过程．根据计算结果，对成形后的厚度变化和变形余裕度以及侧框成形的材料参数进行了讨论．通过仿真计算和实际冲压结果的比较，评价了覆盖件冲压成形仿真建模的合理性和仿真结果的准确性．结果表明，拉延后侧框在几个拐角处应力明显集中，接近局部颈缩，可能在后续工序中出现颈缩甚至破裂；动态仿真技术可准确地分析覆盖件的冲压成形过程．     

高强度钢板的热塑性成形极限

以22MnB5为研究对象,通过试验与数值模拟相结合的方式研究了高强度硼钢在高温下的热塑性成形极限. 开发了基于Nakajima测试的成形极限试验装置TFLD300,进行了高温条件下的成形极限试验并获得了不同温度下的成形极限曲线,由此建立了考虑温度影响的三维成形极限图3D-TFLD(thermal forming limit diagram). 在自主开发的商业金属成形软件KMAS(king mesh analysis system)基础上,结合热成形热、力及相变多物理场耦合关系开发了热成形分析模块,并将三维成形极限图作为高温成形性的判断准则引入到热成形数值模块中. 以一款汽车B柱为例,通过KMAS软件对其热成形过程中的破裂情况进行了数值模拟,并与试验进行对比,结果证明KMAS软件热成形分析模块和3D-TFLD能够准确地预测板料在热成形过程中的破裂情况.     

钛合金网板多点成形起皱缺陷的数值模拟

采用动态显式有限元软件,针对不同厚度、不同曲率半径的带孔网板和无孔板球形面的无压边多点成形过程进行了数值模拟.模拟结果表明,在相同的成形条件下,带孔网板成形球形件时不易起皱,成形效果较好.分析表明,带孔网板成形时不易起皱的原因是网孔吸收了部分金属变形,从而减小了网板起皱的趋势.通过模拟得到了带孔网板和无孔板成形球面件时不起皱成形极限与板厚的关系曲线.实验结果表明,模拟结果与实验结果吻合良好,且满足与不起皱成形极限图的对应关系.     

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.     

薄板微冲压成形失稳分析与实验研究

针对薄板微冲压成形过程中产生的尺度效应现象,以塑性应变梯度理论的本构方程为基础,推导出基于应变梯度的集中性失稳准则,并对薄板微冲压成形过程进行分析,得到冲压成形深度与极限应变值的关系,以及材料发生极限应变时的极限成形深度.同时,设计了相应的微冲压成形实验.结果表明,材料在微冲压成形过程中的成形极限小于宏观成形过程的成形极限,新的失稳准则能够更为准确地预测薄板微冲压成形过程中的成形极限.     

直缝焊管排辊成形中预成形段的动力显式仿真

考虑到直缝焊管的排辊成形过程非常复杂,其间涉及明显的非线性,为了更好地了解板带的成形规律,针对406 mm焊管排辊成形机组的预成形段建立了弹塑性大变形有限元模型,采用动力显式算法进行了仿真计算,分别得到了预成形段管坯的等效塑性应变分布和几何变形,并通过开口度和板宽的测量验证了仿真的准确性.研究结果表明:在预成形段时最大塑性变形发生在带钢的边缘,其次是带钢中心以及带钢与粗成形轧辊端面接触的区域;弯边轧辊对带钢边缘的变形贡献最大.     

基于M-K理论的6016铝合金成形极限曲线预测

近年来,为实现汽车车身轻量化,大量的铝合金材料被用于汽车车身制造,由于6016铝合金具有良好的烘烤性能,被大量使用.但是传统的冷成形技术并不能成形复杂零件,因此热冲压-冷模具淬火成形技术被用到铝合金的成形过程中,板材成形领域中一个重要的性能指标是成形极限.本论文使用理论预测和试验两种方法对6016铝合金成形极限曲线进行了研究.首先,建立了考虑应变强化和应变速率强化的Fields-Bachofen本构方程,并将此本构方程引入到成形极限理论推导过程中;然后,基于M-K凹槽理论,对6016铝合金成形极限曲线进行了理论预测,并且采用Nakazima试验方法对预测结果进行了验证.结果显示,随着初始厚度不均度的增加,预测曲线向纵坐标的正方向移动;通过实验值和预测值的对比发现M-K凹槽理论对成形极限曲线的预测是可行的、准确的.     

QSTE700型冷弯高强度钢方管的冷作硬化效应

针对直接成方冷弯QSTE700型高强度钢方管的直边和角部进行单向拉伸试验,分析了其不同部位的力学性能,并将试验结果与普碳钢方管进行对比.结果表明:成形后,高强度钢方管直边部分的屈服强度和抗拉强度的增幅不大,焊缝区域的屈服强度提高了约10%;方管角部的屈服强度平均增幅为17.78%,明显低于普碳钢方管角部屈服强度的增幅,角部屈服强度的提高与实际的成形圆角有关.同时,将方管分为直边区和角部区,分别赋予材料真实力学性能参数进行有限元模拟,所得结果比均匀化材质更接近于真实情况.     

管件液压成形的影响因素

建立T型管液压成形的有限元分析模型,对成形支管高度和管壁厚度的分布进行了模拟,与试验结果的比较证实了该模型的有效性．提出了综合反映T型管件液压成形性能的评价指数,对在不同的材料各向异性系数r值、应变强化指数”值以及不同加载路径、摩擦系数等工艺参数下的T型管件液压成形分别进行计算分析,讨论了这些因素对成形性能的影响．研究结果为有限元方法在管件液压成形中的应用奠定了一定基础．     

复杂形状管件液压成形工艺的稳健性优化

以某形状复杂的管状副车架成形为例,借助数值模拟方法和稳健优化技术获取多工序加工的管件液压成形的稳健最优工艺参数.敏感性分析表明,影响管状副车架厚度减薄率的关键工艺参数分别为数控弯曲中的压块速度和润滑条件以及液压成形中的内压力;工艺稳健性优化结果表明,通过控制上述关键工艺参数,可以获得控制管状副车架厚度均匀性的最优工艺参数.     

T型管液压成形过程的有限元分析

应用动态显式有限元法,建立了T型管液压成形分析模型,对不同加载条件下的模拟结果进行对比,分析了轴向载荷的作用,探讨了最佳载荷曲线的确立原则.     

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。     

叉型件管端轴向位移驱动式液压成形技术

为成形出高品质的零件,在管液压成形(THF)过程中,施加于管内的压力必须和管端轴向位移精确配合,且通常需要昂贵的液压设备.文中基于有限元模拟与试验,针对叉型(T型类)零件,利用其在成形过程中管件内腔体积不断减小的特点,开发了管端轴向位移驱动式THF技术,并讨论了溢流压力对成形结果的影响,分析起皱的原因,提出安全成形区域的概念.试验结果证明,该方法使用简单,对设备要求不高,可简化THF的设备和生产过程,降低成本.     

网架焊接空心球节点残余应力实测及数值模拟

为了研究焊接空心球节点中管球连接焊趾处残余应力的分布规律和数值大小,采用盲孔法对球面焊趾和管面焊趾处的焊接残余应力进行测定。得到焊接残余应力数值大小和分布规律。并采用Visual-Environment有限元模拟软件得到焊缝处温度场和残余应力场,以及残余应力分布曲线。结果表明:焊接残余应力在整个焊接空心球节点上呈周期性、随机性的特点,两者规律性吻合良好。同时,由有限元分析结果可知球面及管上均存在残余拉应力及残余压应力,并且在整个试件上焊接残余应力处于自平衡状态。研究结果将为后续研究焊接空心球节点网架结构的疲劳性能奠定基础。     

大直径螺旋埋弧焊管在长输管线上应用的前景

介绍了国内外长输管线用大直径焊管现状、需求及各种生产线 .通过对各种大直径缝埋弧焊管和大直径螺旋焊管生产法的技术特点和经济性的分析、比较 ,并结合国情 ,认为在输送油、气、煤等长输管线上应用大直径螺旋埋弧焊管是可行的 ;为解决石油钻采用焊管及石化企业输送汽油、煤油、柴油等输送管线用焊管 ,在国内建设直径大于 5 0 8mmRRW机组势在必行     

汽车桥壳液压胀形工艺的研究及最新进展

介绍了半滑动式液压胀形的基本思想以及小型汽车桥壳的液压胀形工艺过程,在普通液压机上试制出模拟样件。提出了钢管胀压成形工艺,先将两端缩径的管坯进行液压胀形得到轴对称的预成形管坯,再对其内部充液(水)并用模具压制成形,并试制出胀压成形桥壳样件。与液压胀形样件比较表明:胀压成形样件轮廓清楚,桥包部分过渡小圆角贴模性好,壁厚减薄量小,成形液压力低。     

基于三维Hill’48屈服准则的液压成形本构模型及数值验证

基于三维Hill’48屈服准则建立了内高压成形的力学模型,将半隐式向后Euler应力更新算法与显式有限元方法相结合,通过用户自定义子程序UMAT将本构模型嵌入有限元软件LS-DYNA中,通过单个单元的拉伸试验对其进行验证,并将本构模型应用于液压胀形过程的数值仿真模拟,与各向同性Mises屈服准则进行了对比分析.结果表明,二次开发的本构模型正确,能够较好地反映管材胀形的变形规律.