三通管液压成形加载路径模糊控制优化

为准确高效地获得优化的管材液压成形加载路径,提出一种结合模糊控制与自适应模拟的实时反馈优化方法,建立缺陷控制规则,通过模糊控制器在有限元模拟过程中实时侦测缺陷的发展趋势并反馈至模拟程序以调整工艺参数,以避免起皱及破裂缺陷的发生,最终获得优化的成形加载路径.通过对典型液压成形件--三通管零件的研究表明:优化加载路径后零件成形质量有了明显改善,模糊控制实现了预期的控制目标.     

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．     

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%.     

汽车后桥缩径-胀形工艺的仿真分析

针对汽车后桥的缩径-胀形工艺,为得到合理的胀形加载路径,在缩径实验的基础上,使用ABAQUS软件对缩径-胀形工艺进行了数值仿真,确定了仿真过程中的边界条件以及加载方式,分析了不同的加载路径对成形过程的影响,考察了液压胀形的主要工艺参数,即液压与轴向进给量对成形过程的影响,得到了合理的加载路径. 仿真结果表明,缩径仿真结果与实验结果较为吻合;第1次胀形取胀形压力为常压47 MPa,第2次胀形取多线性加载路径,所得桥壳外形和尺寸较为理想;在第2次胀形时进行退火处理,胀形桥壳应力分布更为均匀,所需胀形压力也较小.      

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.     

轿车顶盖液压成形数值模拟分析

液压成形是依靠高压液体使金属坯料贴模成形的柔性加工工艺,具有成形产品质量轻、刚度好、形状及尺寸精度高、模具简单和生产周期短等诸多优点.在浅拉延大尺寸覆盖件液压成形过程中,如何设计加载路径,是液压成形技术的一个重要课题.文章采用数值模拟,对轿车顶盖的液压成形加载路径进行设计,同时对比分析了传统拉延与液压成形的成形性,结果表明液压成形汽车外覆盖件具有明显优势.     

基于数值模拟的液压路径对汽车覆盖件成形的影响

针对汽车覆盖件在冲压过程中出现的破裂和变形不足问题,应用数值模拟方法,采用大型非线性动力显式分析软件ETA／Dynaform5．5,对大圆弧曲面、深拉深的汽车排气管零件充液拉深成形过程进行研究,分析液室压力变化对覆盖件成形性的影响规律。以覆盖件成形壁厚分布为评定标准,研究不同液压加载路径对成形质量的影响,获得合理的液压加载曲线,提高覆盖件的贴模性和刚度。模拟结果表明,汽车排气管充液拉深的最佳液压加载路径是：拉深初始液压力由0增加到1MPa,缓慢增加压力并稳定在5MPa,拉深后期压力快速增至35MPa后进行保压到拉深结束。获得的成形覆盖件质量较高,最小壁厚为0．868mm,壁厚分布较均匀。     

空心管件压形模的设计

为设计实现空心管件压形模,通过对空心管件的变形分析,考虑具体模具设计要求,介绍了模具结构及工作过程.结果:完成了在曲柄压力机上使用的空心管件压形模的设计,并给出了模具结构、工作过程及主要零件的设计要点.此模具灵活可靠、操作方便,可以运用到类似的管件成形模设计中,填补了空心管件在压力机上利用模具成形的空白.     

液压胀形圆角填充影响因素研究

以方形零件为例,研究了液压胀形过程中加载路径、摩擦系数、加工硬化指数和厚向异性系数对圆角填充性能的影响规律,采用3种不同的加载路径在由上海交通大学研制的计算机控制液压胀形机上进行试验,并采用动力显式有限元软件LS-Dyna对液压胀形过程进行仿真.结果表明:增大内压力有利于提高零件圆角处的贴模量;适当增加轴向进给量有利于改善零件的厚度分布均匀性;增大摩擦系数对零件的贴模量影响较小,但会降低零件的厚度分布均匀性;较大的厚向异性系数和加工硬化指数有利于液压胀形零件的圆角填充.     

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。     

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.     

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.     

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.     

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。     

加载路径对等径四通管内高压成形的影响

文章分析了内高压成形四通管的工艺性,利用动态显式算法模拟了等径四通管内高压成形过程,给出了有限元模拟结果并对其进行了缺陷、厚度和枝管成形高度分析,确定了合理的加载路径。研究表明,四通管减薄区域是枝管贯通母线中心附近区域和枝管端面圆环形区域;增厚区域主要在枝管过渡圆角部位和主管两端;非对称反向压力可以改善枝管贯通母线中心附近区域材料的流动。     

简议管材液压胀形技术

系统地介绍了管材液压胀形技术,包括工艺设备、应用情况、发展趋势等,重点指出了管材液压胀形的成形关键是解决加载路径问题,同时对成形失效形式进行了分析.     

Classification and Analysis of Tube Hydroforming Processes with Respect to Adaptive FEM Simulations

Tube hydroforming process is a relative new process f or production of structural parts of low weight and high rigidity. The successfu lness of the process depends largely on the a proper selection of loading path w hich is axial feeding distance as related to the applied internal pressure. Due to the complicated nature of plastic deformation, a optimum loading path which w ill guarantee good hydroformed parts free of winkle and fracture has often to be determined by finite element analysis. In order to ...