可控拉深筋高强度钢板盒形件拉深工艺数值仿真

拉深筋高度变化对板料成形时的拉深阻力影响显著,而高强度钢板又是当今难成形板料之一,为此提出可控拉深筋技术以提高高强度钢板成形性能。建立JAC590Y高强度钢板固定拉深筋盒形件拉深成形数值模拟模型及实验装置,通过模拟和实验结果对比分析,得到不同拉深筋高度对高强度钢板成形性能影响显著。依据板料拉深过程中拉深力变化规律设计上升——停止——下降的可控拉深筋运动路径,将此路径应用到类似盒形件的高强度钢板汽车引擎盖边板拉深成形中,获得成形良好的20组方案且可控拉深筋对零件最小厚度影响显著。最终对这20组零件最小厚度均值进行极差分析,得到可控拉深筋最优路径组合及主要影响因子H2,通过GA-BP神经网络及回归分析预测因子H2影响下零件最小厚度变化规律。     

方形拉深筋力特性的数值模拟研究

板料在拉深筋中的变形是一相当复杂的过程,本文以弹塑性有限元数值模拟为手段,系统地研究了板料在通过方形拉深筋时的变形特点和受力状态,并对方形拉深筋力能参数的构成特点及变化规律进行了深入分析,以期加深人们对此物理过程的认,为拉深筋的设计提供理论依据。     

基于可控拉深筋的高强度板拉深性能优化及预测

合理地调节拉深筋阻力可以有效地改善板料拉深的成形质量,为此提出可控拉深筋技术以提高高强度钢板成形性能.以JAC590Y高强度钢板为研究对象,首先通过正交试验设计和数值模拟软件Dyanform相结合,研究三种不同类型的拉深筋运动轨迹对平底盒形件成形性能的影响,以极限拉深深度评判成形性能优劣,确定了优化的拉深筋运动轨迹类型为上升—静止—下降路线,并通过极差分析得到其主要影响因子H1和H2,同时结果表明三类可控拉深筋运动轨迹均能提高高强度钢板的成形性能.然后基于优化的可控拉深筋运动轨迹类型,通过模拟试验数据建立其各个因子与极限拉深深度的GA-BP(遗传算法-反向传播)神经网络预测模型,检验表明该模型能够较好地预测因子对极限拉深深度的影响,预测值与测试值的误差在5%以内.     

板料冲压成形工艺参数的计算机优化

利用ＣＡＥ技术分析了桑塔纳轿车油底壳成形过程，并对其成形工艺参数进行优化．提出了合理的毛坯的形状和尺寸、定位位置、压边力大小、拉深筋的设置等，以此说明ＣＡＥ技术在板料成形工艺设计中的应用．     

板材成形过程中直拉深筋作用的数值模拟

本文通过对板料在直拉深筋中变形过程的分析,给出了一个简化的直拉深筋作用分析模型.针对这个模型建立了有限变形弹塑性有限元方程,并利用所编制的程序计算了半圆形截面和方形截面直拉深筋作用下板料的变形.实验表明数值分析结果是可靠的.     

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．     

半圆形拉深筋的Dynaform研究

设计了一种几何模型,基于该模型用Dynaform对不同材料、不同板料厚度、不同拉深筋形状和尺寸与拉深筋的阻力之间的关系分别进行了研究,得出不同材料和不同板料厚度对拉深筋的阻力与材料的初始屈服应力之比影响不大,拉深筋形状和尺寸与拉深筋的阻力与材料的初始屈服应力之比有关等规律,并给出了其关系曲线。     

筒形件拉深过程的数值模拟

本文研究了板料成形模拟中减速系数选取和压边圈简化模型，编制了相应的有限元数值模拟程序ＳＰＩＤ。并模拟研究了筒形件拉深过程中板厚变化规律及摩擦系数的影响，计算结果与试验值比较吻合，表明该分析程序的可靠性。     

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．     

汽车覆盖件拉深成形过程中的摩擦研究

借助板料拉深成形性能实验测试系统，应用物理模拟的方法研究了覆盖件拉深 成形过程中磨擦与润滑的关系，并通过自行配置的油基润滑剂和水基润滑基研究了汽车覆盖件拉深成形过程中压边力与不同润滑状态的关系。由于水基润滑剂对压边力的敏感性，将水基润滑剂在不同压边力值条件下测试得到的磨擦系数进行了回归分析，建立起磨擦系数与压边力的实验回归方程。     

行李箱盖板大变形区域的压延筋结构研究

分析了各种结构形式的压延筋、压延筋的几何形状和参数对拉延阻力分布的影响，以及拉延阻力分布状况对覆盖件拉延成形过程中金属流动的影响，提出了覆盖件模具中压延筋设计的基本准则．应用非线性有限元方法对轿车行李箱盖板拉延过程进行了数值模拟仿真，根据基本准则和仿真结果，局部修改压延筋的几何形状和几何参数，即通过调整局部拉延阻力分布和改善拉延成形过程中金属的流动，提高拉延制件的质量．实践证明，压延筋的设计准则和数值模拟成形方法完全可行．     

基于不等截面拉延筋的冲压工艺及回弹控制

提出了一种面向金属薄板拉延成形模具的不等截面拉延筋设计新工艺,该工艺根据冲压件上各部位在成形过程中所需的拉延阻力不同,在相应部位设置不同形状截面的拉延筋,从而使得拉延成形过程各部分材料均得到充分的延展.对该拉延筋的阻力模型进行了分析,以某型号轿车发动机盖零件冲压成形为例,对不同形状的拉延筋对拉延成形质量的影响情况进行了仿真分析.分析结果表明,采用不等截面拉延筋冲压工艺可以有效地控制冲压件的回弹,提高成形件的质量.     

汽车翼子板多工步拉延成形有限元模拟分析

运用Dynaform软件对翼子板的拉延成形进行模拟和数值分析,通过对板料、工具、工序及控制参数等相关参数的设置,研究压边力、冲压速度和拉延筋对翼子板拉延成形的影响,并预测成形过程中板料的裂纹、起皱和减薄;根据板料变形的复杂程度设置拉延筋阻力的大小和分布,合理改变变形区板料的受力状态,提高实际冲压过程中的加工质量。     

用模糊推理及分级优化确定板料冲压的工艺条件

提出在动力显式非线性有限元计算的各增量步中，用模糊推理技术来判断被加工零件的应力、应变状态并处理相关的工艺专家知识，在此基础上建立了以凹模入口圆角半径、压边力、拉延筋约束力为设计变量，以零件无破裂情况下起皱趋势最轻为目标的二级优化模型，从而用分级优化搜索策略实现了上述主要工艺条件的自动确定．用此方法确定的典型Dashpot零件的冲压仿真工艺条件在DYNAFORM中所得的仿真结果与现有结论及实际加工经验相一致．     

汽车板精益成形技术

建立了面向零件成形特征的合理选材方法，发明了高效的拉延筋阻力混合优化设计方法，构建了变压边力控制实验平台。从降低成形质量对材料和工艺过程波动敏感性的角度出发，研究面向材料和工艺参数随机波动的成形质量的稳健控制。形成了基于“合理选材、工艺优化、稳健设计”思想的汽车板精益成形技术体系。通过在宝钢股份和多家汽车厂10多年的成功应用，支持宝钢汽车板的市场占有率稳步达到50 %，有效地推动了国产汽车板使用技术的发展。     

基于成形过程的闭塞式冷锻工艺优化

针对闭塞式冷锻工艺复杂、单纯在某个成形阶段优化金属填充性和成形力无法使工艺参数达到最佳值的问题,提出了一种基于成形过程的冷锻工艺多目标优化方法.结合有限元模拟技术和正交试验方法,在闭塞式冷锻基本成形阶段使金属填充性达到最佳,实现金属填充性的优化,获得相应的工艺参数组;然后采用目标函数值拟合优化方法研究了飞边槽高度与凸模下压量之间的关系,通过控制飞边槽高度使成形力在最终填充阶段达到最小,实现了成形力的优化,在保证金属填充性最优的前提下获得了新的使成形力最小的优化工艺参数组,实现了金属填充性和成形力的分过程优化,优化得到的工艺参数组与物理实验数据一致.研究结果表明,所提出的方法充分考虑了闭塞式冷锻工艺的成形特点,能更简便、更准确、更合理地实现闭塞式冷锻工艺的参数优化.     

基于遗传神经网络的拉延筋参数辨识

拉延筋是板料冲压成形质量的一个重要影响因素,设计和布置拉延筋是冲压模具设计的关键。研究反映拉延筋成形效果的3个参数与拉延筋几何参数之间非线性映射关系,采用遗传算法优化的反向传播神经网络构建模型,并对模型进行参数辨识。仿真实验验证了此方法的有效性,可为拉延筋的设计提供帮助。     

数值模拟在汽车覆盖件压延筋设计中的应用

将数值模拟技术应用到汽车覆盖件的压延筋设计中,可以提高压延筋设计的合理性。用真实压延筋进行模拟真实度高,但模拟速度慢,用等效压延筋进行模拟方便、快速,但真实度略差。本文综合考虑两者优点,用等效压延筋模型和真实压延筋模型相结合的方法,模拟了轿车前地板排气管托梁的成形过程,对其快速合理的压延筋设计提供了依据。