一种管件液压成形加载路径的设计方法

对给定的零件形状和管坯材料,加载路径明显影响管件的液压成形结果,为能成形更高的支管高度并尽可能保持零件壁厚的均匀性,提出一种自适应仿真与模糊逻辑控制策略相结合的方法来设计T型管液压成形的加载路径.由仿真结果计算成形缺陷值并把该值作为模糊控制的输入,根据模糊控制的输出调整相应的载荷,以获得合理的加载路径.实例分析结果表明,用该方法进行管件液压成形的加载路径设计是合理的.     

不锈钢管件滚弯成形工艺的有限元模拟

应用ANSYS有限元分析软件中的LS—DYNA求解器,对薄壁不锈钢管件弯曲成形过程进行了弹塑性数值模拟．通过对管件弯曲角度的试验结果与模拟值的对比分析,证明了建立管件有限元模型的正确性．在此基础上对管件滚弯过程的模拟结果进行了应力应变分析,揭示了其成形时的塑性变形流动规律及其对管件质量的影响．研究结果表明：薄壁不锈钢管件弯曲冷成形的主要失效形式是内侧部分的起皱和外侧部分的失稳;管件弯曲内侧等效应雯和壁厚变化呈跳跃式条状分布,是管壁起皱变形的前兆,管件弯曲外侧的壁厚减少导致其弯曲刚度降低,是管壁失稳变形的原因;最大等效应变和等效应力的部位出现在管件弯曲区域的、与滚动轮和旋轮接触部位,其弯曲成形后,部位的应力值逐渐减小,且沿两端方向应力逐渐减少．     

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.     

T形管液压成形自适应径向基函数优化设计

讨论T形管液压成形加载路径代理模型优化的设计.采用径向基函数(RBF)模型,引入自适应优化算法,通过逐步向静态RBF模型样本库中增加样本点的方法,提升最优点附近局部近似计算精度,进而提升全局精度并获得最优解.该方法兼顾了优化效率与计算精度.首先通过数值算例证明此方法应用于全局优化的有效性;然后,以管件与中间冲头接触面积最大为优化目标,以最大减薄率小于对标实验值、成形高度大于对标实验值为约束条件,通过拉丁方试验设计抽取一定数量的样本点并调用实际分析模型构建T形管液压成形加载路径优化自适应RBF模型,开展载荷路径优化设计.结果表明,在最小厚度与成形高度不变的情况下,T形管与中间冲头的接触面积较对标实验值提高了71.912%.     

基于ANSYS Workbench的航空导管橡胶成形系统开发及成形性能分析

为提高有限元建模仿真效率、降低工程技术人员的操作难度,研究了T型三通管橡胶复合胀形仿真过程中涉及的关键问题。基于ANSYS Workbench仿真平台开发了航空导管橡胶成形系统,创建了建模仿真流程、参数化建模工具与仿真分析工具。利用开发的工具进行了T型三通管橡胶复合胀形研究,分别对最优工艺参数成形及起皱、破裂等成形缺陷进行模拟,以成形高度及壁厚最大增厚率与最大减薄率为成形性能评价指标,将仿真结果与现有试验结果进行对比。结果表明,使用开发工具进行有限元仿真的结果与试验结果吻合良好,验证了开发的航空导管橡胶成形系统的有效性,为成形试验及性能分析提供有效的参考与指导,具有一定的工程实际应用价值。     

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．     

拼焊管内高压成形对热影响区性能的影响

内高压成形技术是生产复杂几何形状零件的一种重要方法．这是因为它具有生产成本低、生产效率高等优点．为此，首先介绍了对于两个不同厚度的管件焊接，然后再进行内高压成形．用有限元软件仿真分析，着重介绍了焊接时热影响区的一些几何特征和力学性能特性．     

薄壁管件加工的有限元模拟分析

利用有限元理论和计算机手段,对液压成形工艺生产薄壁圆管局部变方管进行了模拟分析,在正确处理各种边界条件和载荷路径下,得到了管件的变形过程、等效应力分布和管端位移等一系列物理场参数;同时也发现管内压力和轴向压力之间的配比关系是零件成形的重要参数。本研究结论可为实际加工该类工件提供理论依据和生产指导。     

V型件翻边成形的数值模拟

将Mindlin曲壳单元引入基于逐级更新的虚功率增率型原理，考虑板材的厚向各向异性，建立了大变形弹塑性有限元模型．对V型零件翻边成形进行了模拟，模拟和实验结果的比较证实了本模型的有效性．基于此模型，研究了零件张角、翻边部分初始长度以及材料各向异性参数和应变硬化指数对V型零件翻边的影响．结果表明，几何形状，尤其是零件张角，对V型零件翻边成形性具有决定性的影响．     

多道次偏心旋压的工艺分析与试验研究

分析了偏心旋压与传统轴对称普通旋压的区别，利用ANSYS软件对偏心类管件的缩径旋压进行了三维有限元数值模拟，并解决了模拟中的动态边界及摩擦问题．通过模拟得到了变形瞬间接触区工件的应力场分布，工件的网格变化，变形终步毛坯的应力场、应变场分布以及轴向伸长量，并分析了偏心旋压中的一些常见现象及缺陷．模拟结果表明：偏心旋压不同于传统轴对称普通旋压，其成形参数的变化明显呈非轴对称分布；成形机理受旋压方式、偏心距、进给比、旋轮圆角半径、道次下压量以及毛坯壁厚等影响．试验结果表明，工艺参数对轴对称普通旋压的旋压力及成形质量有很大影响．文中最后基于试验结果就不同工艺参数对偏心旋压下旋压力及成形质量的影响进行了讨论、     

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.     

Development and formability analysis of TRIP seamless steel tube

In this paper, the production technology of transformation induced plasticity （TRIP） steel was first introduced into the steel tube manufacture field to produce the steel tubes with high strength and plasticity. The TRIP seamless steel tubes with the microstructure of ferrite, bainite, retained austenite and a little martensite were successfully fabricated using a cold-drawn steel tube with two-stage heat treatment technique and continu- ous heat treatment process, respectively. The ring tensile test and cold bend test were carried out to study the formability of the newly developed TRIP seamless steel tube. The results showed that the TRIP seamless steel tubes have a good cold formability, and they are available to be used in the tube hydroforming process. In ad- dition, the equipment of continuous heat treatment developed in the current study can be used to produce TRIP steel tube, and it may serve as an important reference for the industrial production of TRIP steel tube.     

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.     

Advances in Tube Hydroforming - An Enabling Technology for Low-Mass Vehicle Manufacturing-Material, Lubrication, Loading, Simulation Issues, and Alternatives

The tube hydroforming process (THF) has recently found a wide application opportunity in the automotive industry, and is of increasing interest to other industries as well. The increased interest stems from the fact that, through the THF process, manufacturers are able to produce complex, consolidated,lightweight parts with reduced number of post-processing than through alternative metal forming techniques.In order to fully realize the benefits of this technology, various aspects have been under investigation in academia and industry world-wide. In this paper, effect of loading path, incoming material variation, and lubrication on the robustness of the hydroforming process and final part specifications are summarized based on previous experimental and computational work. In addition, the simulation of hydroforming and examples are presented in comparison with experimental findings. Briefly, results emphasized the importance of the loading path design whereas material variation within the experimentally tested range was not found to be significantly effective on the final part specifications. Selection of a lubricant for hydroforming of a frame rail part was presented demonstrating several aspects of lubrication selection methodology. Results of friction experiments show that only thickness, axial feeding, and force measurements are good indications of lubricant performance as these are found to be strongly discriminative.     

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。     

异型变截面管材内高压成形壁厚控制技术与材料流动规律研究

通过建立相应的内高压成形有限元模拟模型,用D ynaform有限元分析软件进行模拟分析,探讨内高压成形过程中异型变截面管材壁厚变化的影响因素、控制技术及材料流动规律。模拟结果表明,内压力和轴向进给是影响异型变截面管材壁厚变化的主要因素,合理控制这两个因素可达到对成形件壁厚的控制。异型变截面管材内高压成形过程中材料由管件两端向中间胀形区流动,流向截面变化处,随着截面变化越大,材料流动速度也越大。     

应力莫尔圆变化分析及其在典型液力塑性成形中的应用

以探索新的塑性力学研究手段为目的，通过力学分析讨论了应力莫尔圆在塑性加工过程中的变化规律，给出了相应的变化区域及特征点．在此基础上结合典型的液力塑性成形工艺，分别对液压无模胀球、内高压以及充液拉深过程中的莫尔圆变化进行了讨论．