复杂应变路径下的板料成形数值模拟

对建立板料成形极限图的各种试验和理论进行研究分析，指出现有试验和理论存在的缺点和不足．在此基础上通过运用有限元数值模拟与实冲试验相结合的方法，研究复杂应变路径下的板料成形极限，并以经过二次冲压的车辆左后悬挂架为例，研究了左后悬挂架危险点的应变路径，最终确定了该零件的成形方案．研究结果表明：有限元数值模拟可以实现复杂应变路径；应变路径的不同对冲压成形的结果有很大影响．     

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．     

板料冲压成形过程的三维动态模拟

采用随动拉格朗日坐标，应用三维弹塑性大变形有限元动态分析技术，模拟了板料拉深成形的全过程，得到了拉深过程中任意时刻各处的应力和应变值。取壁部单元的最后应变值，反映民形极限图上，与实验测得结果进行比较，符合良好。改变压边力这一参数，得到了预期结果，真实再现了实验现象。     

板料成型过程的数值模拟综述

本文提供了关于板料成型过程计算机数值模拟的综述,着重叙述了成型数值模拟的发展及现状,各种数值模拟方法及应用前景。     

板料成形过程中拉延筋抗力的实验测试

针对理论计算拉延筋抗力的复杂性 ,借助一套拉深实验测试系统 ,以盒形件拉深过程为研究对象 ,提出了一种通过实验方法简便测试拉延筋抗力的方法 ,即通过测定有、无拉延筋前后的总拉深力可以简便地计算出拉延筋抗力的大小 .将实验结果与数值模拟结果进行了对比计算 ,表明试验方法得到的结果与数值模拟的结果相吻合 ,说明了实验方法的正确性 .     

板材拉深成形数值模拟过程

阐述拉深成形数值模拟过程,通过与物理模拟相比较,得出数值模拟技术应用在板材拉深成形中,将极大提高设计效率的结论。     

三维板料成形过程的数值模拟

由于众多非线性因素的影响,使得静力平衡迭代算法的收敛性难以保证．而采用基于动力学方程的中心差分显式积分方法可以得到良好的数值结果．讨论了动力显式算法的求解过程、时间积分步长的选取、接触处理以及回弹计算等与静力平衡算法存在较大差异的问题．算例和实验结果表明,动力显式算法是可行的,但仍存在一些尚需解决的问题．     

基于DYNAFORM的汽车车身覆盖件冲压成形数值模拟

汽车车身覆盖件冲压成形过程中时常会出现破裂、起皱、回弹等缺陷。本文以某汽车车身顶盖覆盖件为例,利用DYNAFORM板料成形数值模拟软件模拟了其成形过程,对可能出现的成形缺陷进行了预测,该数值模拟结果对板料冲压模具设计具有指导意义。     

板料成形有限元分析的发展综述

在参阅和分析大量有关文献的基础上,对有限元法的产生和弹塑性有限元的发展进行了总结,特别是对当前应用广泛的板料成形有限元数值模拟在国内外的发展概况和发展趋势进行了详尽的剖析,为深入了解板料成形有限元的发展提供了有益的参考.     

板料成形有限元分析的发展综述

在参阅和分析大量有关文献的基础上,对有限元法的产生和弹塑性有限元的发展进行了总结,特别是对当前应用广泛的板料成形有限元数值模拟在国内外的发展概况和发展趋势进行了详尽的剖析,为深入了解板料成形有限元的发展提供了有益的参考.     

金属板件等离子体弧柔性成形技术基础研究

水火弯曲成形和激光弯曲成形均存在一定局限性，而等离子体弧具有平均能量转换效率高、成本较低等优点．介绍了等离子体弧柔性成形技术的原理和特点，分析了等离子体弧柔性成形的两种基本形式——正向弯曲和反向弯曲的成形机理和控制方法，研究了弧功率、扫描速度、冷却方式、板件材质与几何尺寸等因素对柔性成形的影响规律．研究结果表明：等离子体弧可在工业环境下完成对不同厚度板材的柔性成形．在一定范围内，弯曲速度随着弧功率的提高而提高；可运用小的扫描速度提高弯曲速度，而采用大的扫描速度实现较为精确的弯曲变形；随着板件厚度的增加，相同扫描次数下的弯曲角度明显减小；导热系数大的材质，因难以在材料内部形成大的温度梯度而难以产生弯曲变形．上述研究对合理选择成形参数具有一定的指导意义．     

板料冲压成形的弹塑性有限元仿真分析方法

介绍了板料成形模拟仿真分析的关键技术,阐述了基于eta/DYNAFORM5.2软件对汽车冲压件成形的仿真分析,详细介绍了仿真过程及冲压参数的设定。通过仿真结果的分析,将解决冲压件的成形缺陷,能够更好地指导实际,缩短模具的设计周期,提高产品质量。     

基于有限元映射算法的试验网格显示及其应用

基于有限元映射算法和三角形面积坐标法提出了一种新的试验网格分析算法,该算法可以按试验网格模式显示板料成形数值模拟结果,而且具有原理简单、易实现、执行速度快等优点.基于本算法,提出了塑性成形物理模拟中的网格分析法,真实地模拟板料在冲压变形过程中各试验网格的变形情况.与变形云图只能显示一维方向上的物理量相比,网格分析法能够直观模拟板料在二维平面上的应变变化情况,方便用户直观了解板料的变形,改进了工艺设计.     

面向板材渐进成形工艺的单元路径生成

针对板材渐进成形工艺成形时间长的问题,提出一种基于单元的成形路径生成方法.首先,分析适用于渐进成形工艺的单元路径规划原则;然后,对数据模型进行分层计算得到一系列等高线刀位点轮廓,建立每层轮廓内的环之间的拓扑关系(C-Net结构),以及每层轮廓之间的拓扑关系(Z-C-Net结构);最后,结合单元路径规划原则,从Z-C-Net结构中提取出单元序列,并对各个单元实施合适的子路径规划,以及子路径之间实施合理的连接,使成形路径最短.实例计算结果表明:应用单元路径规划与等高线路径规划相比,可节约22.5%的成形时间.     

有限元逆算法及其在板料成形工艺优化中的应用

采用三角形单元开发了精度较高的有限元逆算法,算法中考虑了摩擦、压边力、拉深筋、背压力、曲压料面等实际工艺条件．方程组求解引入快速求解算法,比一般的LDLT解法快几倍,尤其对于大型复杂冲压件问题来说求解效率提高更多．用此算法对典型的L型件进行了模拟,并与增量算法和实验结果进行了比较．可以看出该算法已经达到很高的精度,而且模拟过程迭代收敛速度快,计算时间很短．在此基础上以工件的厚向应变作为目标函数,采用一种实用性很强的工艺参数快速优化算法,即黄金分割法对压边力进行优化．仍以L型件为例,优化过程的计算时间说明快速优化算法相对传统增量算法具有明显的优势．     

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。     

变凸模运动曲线对板料成形极限性能的影响

研究影响板料拉深失稳的因素大都忽略凸模运动曲线对板料成形极限性能的影响,利用伺服压力机可加载任意滑块速度和位移,以筒形件拉深为研究对象,加载了不同的凸模运动曲线,采用ANSYS／LS‐DYNA进行拉深模拟并经实验论证。结果表明,不同的凸模运动曲线对拉深件厚度减薄率分布会产生很大的差异,其中台阶式凸模运动曲线对提高板料极限成形能力最为显著。     

Study on contact algorithm of dynamic explicit FEM for sheet forming simulation

Based on existing algorithms, a newly developed contact search algorithm is proposed. The new algorithm consists of global search, local searching, local tracking and penetration calculation processes. It requires no iteration steps. It can deal with not only general tool surfaces with vertical walls, but also tool surfaces meshed with elements having very poor aspect ratios. It is demonstrated that the FE code employing this new contact search algorithm becomes more reliable, efficient and accurate for sheet metal forming simulation than conventional ones. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (59875025) and Excellent Young Teacher Foundation of the Educational Department of China Biography: Zhang Hai-ming (1974-), male, Ph. D. candidate, research direction: sheet metal forming simulation.     

板料回弹控制的成形工艺面多目标优化

针对高强度板成形后回弹大的问题,以工件回弹前后对应节点的位移偏差和等效塑性应变裕度最小化为目标,以板料最大增厚率和最小减薄率为约束条件,建立基于车身侧外板回弹控制的工艺面多目标优化模型.采用实验设计(DOE)和径向基函数(RBF)神经网络方法建立优化代理模型,对均匀实验设计方案进行改进以提高优化精度,并与未改进的RBF神经网络和响应面(RSM)代理模型的优化结果进行对比分析.结果表明,建立的多目标优化模型是合理的,改进RBF神经网络代理模型的优化精度较高,在所抽取的满意解中,回弹和等效塑性应变裕度目标函数的相对误差分别为15.9%和2.2%.与实验设计中回弹量最大的样本方案相比,优化后车身侧外板回弹量减少5.149 2 mm.