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 ,反映到成形极限图上 ,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 .     

基于积分法的轴对称拉深成形凸缘区应力、应变数值解

在平面应力、平面应变和等效应变与位置半径反比假设条件下,对轴对称拉深成形凸缘区的应力、应变的解析解进行比较.在平面应力假设条件下,给出了基于直接积分法的凸缘区应力、应变计算流程,简化了参数方程的求解过程,得到了考虑厚度变化的应力应变数值解.理论分析和有限元模拟结果表明,3 种假设条件下的径向应力数值解与有限元模拟结果都相差较小,平面应力假设条件下的应力、应变数值解与有限元仿真结果更接近.采用0.87mm 厚的ST16钢板进行了圆筒形件拉深成形实验,测量了凸缘区的应变,分析表明,平面应力假设条件下得到的应变数值解与实验结果更相符, 有限元仿真结果与实验结果接近且趋势-致.     

锥形件带内压拉深的过程分析

介绍了锥形件带内压拉深的特点：建立了拉深的力学模型；利用对数应变求得了应力、应变的分布规律．计算结果与实验基本一致．     

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。     

A3钢单调拉伸和纯扭转力学性能实验研究

采用Instron4505实验机和NJ-100B扭转实验机对A3钢试件作单一拉伸和纯扭转实验，实验结果表明，在应变值较小的情况下，拉伸曲线和扭转实验的等效应力应变曲线基本重合，并且在屈服阶段单一拉伸得到的等效应力值要明显高于纯扭转时的等效应力值．实验结果对A3钢在工程中的应用提供了依据。     

厚向异性值r及应变硬化指数n对板料拉深成形性能的影响

基于R·Hill的各向异性材料理论及W·Panknin的关于拉深应力的计算方程,通过理论分析研究了n,r值对拉深成形时杯形件简壁的屈服和破裂的影响。实验表明,n值对极限拉深率几乎无影响,在n,r值对材料破裂的影响方面,实验结果同理论分析吻合得相当好。本又对拉深成形的理论分析解释了r,n值之间的相互关系,因此,更好地理解和预测板料的拉深性能是可能的。     

摩擦在拉深成形中的作用和影响

通过对拉深成形的应力、应变分析，得知拉深成形件常见的起皱和拉裂的质量问题与拉深过程中的坯料摩擦状态有关，还分析了拉深中摩擦如何影响起裂和拉裂，并提出了相应的对策和办法。     

带凸缘筒形件拉深的变形分析

在分析带凸缘筒形件拉深变形的基础上，提出了计算代表整个凸变形区切向应变的新方法，与其它方法相比，结果更准确。     

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 .     

三铰刚架结构内力的实验分析

由于目前对于三铰刚架内力的测试实验很少,所以该文设计制作出了一个三铰刚架装置,通过实验的方式来研究它的力学性质.实验中利用应变片,测得加载力之后应变值的相应变化,再利用应变平均值与轴力和弯矩的关系,得到实验值.将实验值与理论值进行对比分析,证明了实验值与理论分析结果之间的误差很小,连一步地确定了实验值具有一定的可行性.     

车身前壁板拉深型面设计优化及有限元分析

采用有限元分析软件Dynaform对车身前壁板的拉深成形过程进行了数值模拟仿真.首先对零件拉深型面进行了设计,重点对工艺补充面形状和拉深筋分布方式进行了优化分析,比较了两种工艺补充面(阶梯式和斜坡式)和三种拉深筋分布方式(封闭式、间断式以及斜拉深筋)状态下零件的应力应变状态以及FLD图,确定了合理的工艺补充面为斜坡式形状,拉深筋分布方式为斜拉深筋,模拟结果表明采用优化的拉深型面可以有效地改善零件角部材料的流动状况,提高成形质量.最后将上述优化的结果应用到实际生产中,得到了合格的零件,验证了优化结果的可靠性.     

X80钢弯曲的力学性能测试

针对钢管制管过程中钢材板卷反复弯曲展平对钢材强度的影响，对X80钢制成的试样进行了4点弯曲实验．在各弯曲试样得到不同的预应变后，又对其进行反向加载，记录不同预应变下各试样反向加载的弯矩随表面应变的变化曲线．实验结果表明，存在预应变后，试样的弯矩-应变曲线低于初次加载的弯矩-应变曲线，且试样的预应变越大，弯矩-应变曲线越低，即随预应变的增加，材料的屈服强度降低，且出现了包申格效应．通过进一步理论计算，得出了材料预弯到屈服后再反向加载时，不同预应变下的屈服弯矩值，且实验测试和理论计算的屈服弯矩值能较好地吻合．     

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。     

Al2O3陶瓷动态力学性能的实验研究

采用改进的SHPB实验方法对Al2O3陶瓷的动态力学性能进行了研究,得到了材料在较高应变率范围内的动态应力应变曲线.结果表明,Al2O3陶瓷为弹脆性材料,其动态应力应变呈非线性关系;在较高的应变率范围内,陶瓷材料的动态应力应变关系是与应变率相关的;材料的初始弹性模量、破坏应力、破坏应变值随应变率的增大而增大.由实验结果拟合得到了材料的动态本构方程.     

拉深筋约束力模型及试验研究

对拉深成形过程中板料经过拉深筋时的变形情况进行了研究．运用能量法建立了一种简单实用的拉深筋约束力计算模型，设计了一套通过丝杠机构提供水平拉力的拉深筋约束力测试装置．采用正交试验方法，针对影响约束力的各种因素进行了研究，结果表明：在成形过程中，如果拉深筋设置在圆弧部位，板料经过拉深筋后的最终约束力是一个随拉深进程而变化的值．板料通过设在直线段的筋产生的约束力在一定的压边力下，其值为恒定的值，并且理论计算与实测值基本吻合，在数值模拟时，该模型可以作为等效拉深筋使用．     

Q345B钢动态再结晶动力学模型研究

在Gleeble 1500热模拟机上进行Q345B钢单道次压缩变形实验,得到其真应力-真应变曲线,结合加工硬化率曲线,确定了Q345B钢动态再结晶临界应变εC、峰值应变εP和稳态应变εS。根据实验结果得到Zener-Hollomon方程和动态再结晶状态图,利用Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程法得到再结晶体积分数实际值,采用3种不同的再结晶体积分数预报模型对实验数据进行回归,并对再结晶体积分数实测值和预报值进行对比。结果表明,Epsilon-S/Epsilon-C模型精度最高,Epsilon-S模型精度次之,Epsilon-P模型精度最差。     

强制润滑深拉深研究

本文对强制润滑深拉深进行变形力学分析,导出了拉深应力公式,求出极限拉深系数;提出了拉深力和凹模腔内液休压力的理论计算公式。同时进行了系统的实验测示,计算结果和实验测示相符。在实验的基础上,给出了强制润滑深拉深的合理单位压边力及其它工艺参数。通过对几种常用材料的圆筒形零件的拉深实验表明,强制润滑深拉深其变形程度大,一次拉深的最小拉深系数达0.37,拉深高度与直径比大于1.3—1.5;拉深零件质量高,凹模不易磨损,工艺装置简单,是一种经济效益显著的深拉深新工艺。     

基于有限元模拟的树脂复合减振钢板拉深成形性能预测

采用3层有限单元模型对树脂复合减振钢板的杯形拉深成形进行了数值模拟,得出了减振钢板每层的应力应变分布以及树脂芯层的剪应力分布.揭示了树脂复合减振钢板和单层钢板拉深的不同,分析了树脂芯层剪切强度对拉深成形的影响.研究结果为树脂复合减振钢板的拉深成形工艺提供了数值模拟指导.     

板材变压边力拉深成形方盒件数值模拟

板料在拉深成形过程中的压边力是一个变化的量,其值大小是板材拉深成形中的重要工艺参数。由于实验条件的限制,采用数值模拟方法研究了方盒件在变压边力加载条件下的拉深成形,通过对工件壁厚分布和成形极限图的数值模拟。结果表明,变压边力拉深成形技术能够使恒定压边力条件下拉深失效的零件成功拉深,并可以充分利用板材。通过控制拉深过程压边力值的大小和分布,能有效地控制金属的流动,提高板材的成形性能。     

板料在矩形拉深筋中的变形研究

拉深筋是板材成型中的重要控制手段之一。目前,对拉深筋的研究虽取得了一定的成果,但有关对板材成型的影响研究还较欠缺。本文利用数值模拟方法,研究了矩形拉深筋的筋高、筋宽、圆角半径等结构尺寸对板材后续成型的影响。研究结果表明,板料在矩形拉深筋中每通过一个圆角厚度都有所减薄;筋高与板料的减薄量和等效应变之间存在良好的线性关系,随着筋高的增大,减薄量和等效应变也增大;矩形拉深筋的筋宽对板材后续成型的影响不十分明显;拉深筋的各圆角半径的增大都会使减薄量和等效应变减小。