拼焊板锥盒形件拉深成形压边力控制研究

以拼焊板锥盒形件为研究对象,基于有限元数值模拟软件LS-DYNAFORM,建立了拼焊板锥盒形件拉深成形的有限元数值模拟模型。综合考虑破裂、起皱和焊缝移动等问题,研究了不同压边力控制方案对拼焊板锥盒形件拉深成形的影响。以获得满足特定成形深度要求下焊缝移动量最小的锥盒形件为目标,提出了拼焊板锥盒形件拉深成形过程中较优的压边力控制方案,为进一步开展拼焊板锥盒形件拉深成形过程控制技术的研究奠定了基础。     

变压边力对差厚拼焊板方盒形件拉深成形质量的影响

与单板相比,由于料厚比(或强度比)、焊缝性能以及成形过程中焊缝移动的影响,使拼焊板成形更为复杂。拼焊板拉深是拼焊板冲压成形中最典型成形工艺,影响拼焊板拉深成形质量的主要因素有压边力、模具几何参数、料厚比和摩擦条件等。其中,压边力的大小及加载方式对拉深成形极限及焊缝移动有着显著影响。本文采用数值模拟技术,研究了拼焊板方盒形件拉深成形过程中变压边力方案对焊缝移动及成形极限的影响规律。研究表明可以通过调整焊缝两侧板料压边力的大小,使得在尽可能满足成形深度的同时减少焊缝移动,从而提高拼焊板方盒形件的成形质量。     

铝合金拼焊板盒形件拉深中压边力分析及优化

利用焊缝模型、单元类型、材料的本构关系,建立铝合金拼焊板盒形件拉深成形有限元模型.以有限元数值模拟为主要方法分析了压边力对拼焊板拉深成形质量的影响、焊缝的移动规律和焊缝附近金属的变形情况;针对不等厚拼焊板的成形特点,采用薄、厚测不同压边力对成形过程进行优化.研究结果表明,压边力对拼焊板拉伸成形中焊缝及附近区域变形有明显影响,采用不同压边力技术能够在一定程度上提高拼焊板盒形拉深件成形质量.     

屈服准则对差厚铝合金拼焊板拉深成形数值模拟的影响

分别采用Mises、Hill二次和Barlat三参数屈服准则对差厚铝合金拼焊板拉深成形方盒件进行有限元模拟,比较了不同屈服准则和不同压边力下零件的成形特点和应变分布,焊缝的移动规律和焊缝附近金属变形情况。结果表明不同屈服准则对成形趋势预测一致,法兰面上焊缝向拼焊板的薄侧流动,而在型腔部位焊缝向厚侧移动;不同压边力对差厚板的成形质量影响较大,对焊缝移动影响较小。不同准则预测结果仍有明显差异,Mises准则下对成形性能预测最危险,而焊缝附近薄侧板料的减薄率Mises准则模拟结果最为理想。     

圆锥形件拉深成形智能化控制中侧壁起皱的研究

对已有皱曲临界条件进行了修正,通过对圆锥形零件拉深成形中的侧壁起皱实验研究,验证了对皱曲临界条件的理论分析的合理性和可靠性,可以作为圆锥形零件拉深成形中模具设计、工艺参数制定的依据及智能控制的理论基础.     

激光拼焊板破裂判据的建立及成形极限预测

为准确判断差厚高强钢激光拼焊板何时、何处发生破裂,在失效行为研究的基础上建立一种新的破裂判据.该破裂判据为:在建立拼焊板左半边成形极限图时,凸模载荷达到最大值时拼焊板发生破裂;在建立拼焊板右半边成形极限图时,拼焊板应变路径向平面应变状态漂移时破裂发生.基于该破裂判据,结合对高强钢拼焊板成形极限试验的仿真,建立其成形极限图.预测结果与试验数据吻合较好,验证了拼焊板破裂判据的正确性和有效性.基于建立的破裂判据,结合对拼焊板成形极限试验的有限元仿真,能够准确、快速获得差厚高强钢激光拼焊板的成形极限图.     

拼焊板成形性能的研究现状

近年来国内外学者对拼焊板的开发和应用做了大量的研究工作,其成形性能受到焊接材料、焊接方法、焊缝截面尺寸及焊接热影响区微观组织结构的影响.本文从焊接技术到板材的拉伸性能和塑性成形性能等方面,总结了目前研究所得的数据和结论,为进一步研究拼焊板的加工使用提供了可靠的参考,对生产实践环节也有一定的帮助.     

铝拼焊板在车身覆盖件冲压成形中的应用研究

介绍了国内外铝合金拼焊板技术的应用和研究成果，重点论述了铝合金拼焊板的材料选择、焊接技术、冲压成形及其变形特点、有限元分析技术和生产技术，剖析了铝合金拼焊板应用于车身覆盖件存在的主要问题．研究认为，影响铝合金拼焊板成形性的最关键因素是焊接，拼焊板材料、焊缝冶金质量、主应变方向、拼焊板厚度比值、强度比值、焊缝位置、焊缝移动等都是必须考虑的因素；铝合金拼焊板具有与钢拼焊板不同的特点和成形规律，比钢拼焊板更难成形；铝合金拼焊板技术还存在许多问题，如成形极限、起皱、回弹、焊缝位移、焊接质量等有待研究；同时，还应发展新的铝合金和降低铝合金拼焊板的成本。通过分析，提出了解决问题的基本思路，并预测了铝合金拼焊板的发展前景和趋势。     

圆锥形件拉深成形时悬空侧壁应力分布的实验研究

用实验研究的方法分析了锥形件冲压成形过程中悬空侧壁的外凸内凹曲面，用力的平衡方程人出了悬空侧壁的应力分布规律，并对此规律进行了分析和研究。对进一步揭示圆锥形件冲压成形机理。确定箕破裂和超皱（内皱）临界条件，进而实现成形过程的智能化誓由人有重要的意义     

汽车前纵梁高强激光拼焊板成形工艺多目标优化

针对前纵梁高强激光拼焊板成形过程中出现的破裂和回弹变形量大的缺陷,对其成形过程建立了基于整件评估的破裂和回弹目标函数.以压边力、拉延筋阻力系数和凹模口圆角半径为优化变量,通过中心复合实验设计和模拟仿真,构建了反映优化目标和优化变量间关系的回归模型,并采用基于遗传算法的多目标优化技术对工艺参数进行自适应寻优,得到一组综合最优解.经有限元模拟验证和生产实践,结果表明:拉裂情况消除,回弹情况显著减小.     

差厚拼焊板拉延成形工艺研究

为了减轻车身重量和加强汽车安全性，差厚拼焊板在车身覆盖件制造中已得到越来越广泛的应用．笔者分析了采用普通工艺对差厚拼焊板进行拉延成形时发生的主要问题——薄侧材料的起皱和焊缝的移动等，给出了消除或控制上述问题的方法．采用Ls．dyna求解器，以矩形盒件为例，对其应用差厚拼焊板成形的过程进行数值模拟，比较不同的拉延工艺，得到了差厚拼焊板拉延成形的一种有效工艺措施，验证了笔者所提方法的有效性．     

圆锥形件智能拉深实验系统的研究

采用美国NI公司开发的LabVIEW虚拟仪器软件，及6062E卡、调理模块等配套的数据采集产品，建立了便携式信号采集系统。该系统具有集成化程度较高、软件控制能力强、信号采集速度快及抗干扰能力强等优点。在建立便携式数据采集系统过程中，介绍了虚拟仪器系统的结构、原理及相应的软硬件配置。最后，在该系统平台上开发了锥形件智能拉深控制系统。     

焊缝对拼焊板纵向拉伸成形性能的影响规律

基于焊缝和母材应变相等的假设,推导出拼焊板纵向拉伸时平均延伸率与母材材料参数、焊缝材料参数及母材与焊缝初始宽度比之间的关系.在母材材料参数一定时,采用有限元方法分析了焊缝材料参数、初始宽度比对拼焊板纵向拉伸抗拉强度和平均延伸率的影响规律.结果表明,焊缝强度系数K对拼焊板纵向拉伸抗拉强度的影响较为显著,而对平均延伸率影响较小;焊缝硬化指数n对抗拉强度影响很小,对平均延伸率影响较大;初始宽度比对试件拉伸性能的影响存在一个敏感区域(0~20),当初始宽度比大于20时,拼焊板随其变化趋于平缓.     

拼焊板V形自由弯曲回弹控制影响因素分析

回弹是影响弯曲件最终形状和精度的关键因素。拼焊板在弯曲过程中,影响回弹过程的因素比单板更为复杂。材料性能、工艺参数及板料与模具的几何参数微小的变化,都会引起回弹的较大变化。本文以横向拼焊板V形自由弯曲为研究对象,采用试验方法对拼焊板弯曲及回弹过程进行了研究,分析了影响横向拼焊板回弹的主要因素,为进一步研究拼焊板V形自由弯曲回弹控制技术奠定了基础。     

车门内板用激光拼焊板开裂问题研究

车门内板是汽车上典型使用激光拼焊板的拉延件,国内某汽车厂生产的知名SUV在生产过程中使用牌号为DC56D+Z的材料冲压车门内板时出现了批量开裂现象,本文通过分析激光拼焊板表明粗糙度、钢板的力学性能、两种不同板材焊接的焊缝强度以及生产过程中冲压工艺的方法确定了车门内板冲压开裂的原因,并根据各项分析数据提出了有效的整改措施,通过对改善后的工艺进行激光拼焊板冲压,使开裂比例保持在千分之三以内,完全满足现有生产条件.另外,进行网格试验进一步明确冲压后零件的各项性能满足设计要求.     

拼焊板技术在汽车覆盖件中的应用

拼焊板成形汽车覆盖件具有安全、节能、减重等优点而符合国内外汽车工业发展的方向.对拼焊板的焊接方法、材料应用、冲压成形性能分析、拼焊板成形极限图的建立方法和有限元分析焊缝建模方式进行了综述.针对我国汽车工业拼焊发展现状,提出了当前需要解决的主要问题.     

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。     

热处理对B1500HS钢激光拼焊板力学性能的影响

利用单轴拉伸试验机、扫描电子显微镜、能量色散谱仪、光学显微镜、维氏硬度仪等研究了热处理前后B1500HS钢激光拼焊板的淬火性能.结果表明:热处理前B1500HS钢拼焊板焊缝强度远高于母材区,硬度分布极不均匀;热处理后,B1500HS钢拼焊板的元素分布几乎没有变化,整体强度有了大幅的提高,但塑性下降程度较大,其中横向塑性最差,经维氏硬度测试,发现焊缝至母材区的硬度过渡平滑.硬度值平滑过渡使得应力和应变分布更加均匀,保证了母材和焊缝力学性能的良好连续性,可以显著提高B1500HS钢拼焊板的成形性能.     

圆锥形单点增量成形件轴向精度研究

金属板料单点增量成形件精度不足是制约该技术发展的一项重要因素,轴向精度是成形件精度的重要组成部分。首先,以1060铝板圆锥台件为成形对象,对单点增量成形过程中造成轴向误差的原因进行分析。然后,对成形过程建立有限元模型,通过数值模拟的方式探讨成形件轴向误差在不同工艺参数下的变化规律,选取的工艺参数有成形角、层间距、板料厚度、进给速度以及工具头直径。接着,根据相应的实验验证数值模拟的结果。最后给出提高轴向精度的方法。结果表明:轴向误差值随着工具头直径、层间距、进给速度、成形角度和板料厚度的增大而增加,而采用高度补偿和提高工具头转速可以有效降低轴向误差,提高成形件精度。     

高强钢拼焊板三点弯曲变形行为及影响因素

 为掌握先进高强度钢拼焊板弯曲变形行为,采用试验和有限元法完成三点弯曲试验。建立拼焊板三点弯曲试验有限元模型,比较试验与仿真结果即载荷-位移曲线,最大误差为10.94%。基于此,分析摩擦系数和板厚比对拼焊板弯曲特征的影响规律。结果表明,拼焊板两侧变形不均匀,且焊缝相对中心位置发生了偏移。拼焊板与模具间的摩擦系数及其板厚比对三点弯曲行为影响显著。摩擦系数增加,最大载荷、最大能量及弯曲应力均增加,焊缝移动量减小,且当减小到一定程度后稳定;板厚比增加,最大载荷、最大能量、弯曲应力和焊缝移动量均不同程度增加。