铝合金板材两点对称式渐进成形破裂缺陷的预测及参数优化

为了对金属板材破裂过程进行预测,以1060铝合金板材为研究对象,在两点对称式渐进成形的基础上,利用Design-Expert设计了CCD曲面响应方案,以工具头直径、进给量、进给速度、成形角、板厚为影响因子,韧性值为响应因子,通过方差分析建立了破裂预测模型,得到最优工艺参数,并通过有限元模拟和物理成形实验验证预测最优工艺参数.结果表明:破裂预测模型可靠,最优工艺参数为工具头直径15.15,mm、进给量2.99,mm/r、进给速度1,805.42,mm/min、板厚2.5,mm、成形角46°.     

金属板料单点渐进成形轨迹优化及模拟研究

表面质量差是金属板料渐进成形工艺的重要缺陷。针对曲面零件单点渐进成形表面质量差的问题,文章提出了一种基于零件截面曲线形状用增量弧长S0来控制增量步长Δz的方法,建立了Δz与增量弧长S0间的计算关系;以曲面零件为研究对象,与固定增量步长成形方法对比,利用有限元软件ANSYS/workbench模拟零件单点渐进成形过程,分析了S0对板料厚度变化和板料应变的影响。试验与模拟结果表明:该方法不仅有效改善了曲面零件成形后的表面质量,单件零件成形效率也明显提高,加工层数为30层时,成形效率提高19%,50层时,成形效率提高22%;优化方法得到的零件在平缓曲面处厚度更厚,该处零件厚度随着S0的增加而增加;优化方法导致的板料应变大于传统成形方法,且S0越小应变越均匀,但最终板料应变趋于一致。     

工艺参数对AA5754铝合金温成形回弹的影响

以圆筒拉深件切环实验为基础,采用正交试验设计与数值模拟相结合的方法,对温成形过程中铝合金圆筒拉深件在不同工艺参数下的回弹特性进行研究,建立铝合金温成形的有限元模型.基于正交试验对圆筒拉深件进行数值模拟,研究板料成形初始温度、冲压速度、摩擦系数、压边力、凸模圆角半径、凹模圆角半径及凸凹模间隙对制件回弹的影响,并确立优化工艺参数组合.研究结果表明:从工艺参数对制件回弹影响的显著水平来看,板料成形初始温度最高,增加成形初始温度可显著减小制件回弹;压边力次之,其后依次为凹模圆角半径、凸凹模间隙及摩擦系数,而冲压速度和凸模圆角半径低至几乎可以忽略.     

不同的多点成形工艺方式对回弹的影响

采用有限元数值模拟手段针对多点成形过程中产生的回弹现象进行了探讨.主要对比了多点模具成形和多点压机成形两种不同工艺,分析了不同的工艺条件对回弹的影响.采用先显式方法计算成形,后隐式方法计算回弹,对1 mm与2 mm厚度的球形曲面件进行了数值模拟.结果表明:在冲头为10×10的多点模具成形方式下,采用无压边成形,成形1 mm厚度的板料时,曲率半径为400mm的成形件回弹量沿纵向最大为1.22mm;但在相同条件下,用多点压机成形工艺的成形件,回弹量仅为0.24mm,即一次成形时,多点压机成形的板料比多点模具成形的板料回弹量仅为1/5;多点压机成形厚度为2mm的板料回弹约为0.多点压机成形方式比多点模具成形方式成形效果好,回弹量明显减小.     

基于Autoform多工位连续冲压成形数值模拟

文章通过研究某轿车C柱连接支架件零件图,确定零件成形工序,并运用Autoform软件分析计算零件的原始毛坯展开图,初步确定零件的成形工艺方案。采用Autoform软件、单工位多工序的有限元建模及数值模拟方法模拟板料的多步成形过程,研究板料的成形工艺(凸、凹模间隙)、成形效果(是否有开裂、起皱、叠料)及弯曲回弹量等对板料变形情况的影响,从而确定合理的工艺参数,制定合理的工艺方案,并通过实冲验证了数值模拟的有效性。     

两道次渐进成形表面粗糙度的预测和分析

为了研究两道次渐进成形的表面质量,采用响应面法来分析和优化两道次渐进成形的整体表面粗糙度.首先,通过Box-Behnken设计方法制定以成形角α、道次间隔角度Δα、层间距Δz和进给速度V为主要研究参数的试验计划.其次,建立了四个工艺参数与成形件表面粗糙度间的数值模型,并结合实验与方差分析(ANOVA)验证了数学模型的准确性.然后,利用数值模型探讨四个参数及其相互作用对表面粗糙度的影响情况.最终得出:层间距、道次间隔角度、成形角及进给速度对表面粗糙度的影响依次减弱.当V增加时,粗糙度值先减小再呈增加趋势;当Δz,Δα和α增加时,表面粗糙度值随之增加.此外,通过优化提出了获得最优表面质量的参数组合,并通过实验验证了这组参数组合的优越性.     

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。     

正交试验法在前翼子板成形数值模拟中的应用

该文根据正交试验原理,应用板料成形软件PamStamp2G对不同压边力、模具与板料间摩擦系数、凸凹模间隙和板料初始尺寸进行数值模拟,将数值模拟的厚度同实际成形件的厚度进行比较,得出上述因素对前翼子板成形结果的影响,并预测了前翼子板较优的理论成形条件。     

曲面件柔性拉伸成形时的过渡区

利用多夹钳式拉伸成形机能够实现夹持和拉伸成形的柔性化特点,对投影面为梯形的曲面件分别建立矩形板料和梯形板料夹持有限元模型,并进行了不同过渡区的矩形板料和梯形板料的数值模拟.结果表明,随着过渡区最大长度的减小,板料容易贴模,成形力减小,成形件的最大应变值减小,有效成形区应变、厚度分布更均匀,成形效果更好.对投影面为梯形的曲面件进行拉伸成形实验,实验结果与数值模拟结果吻合,验证了数值模拟的正确性.多夹钳式拉伸成形机能够根据模具形状合理设计过渡区形状,提高成形质量,节省材料,降低拉伸成形成本.     

基于实体单元的板材渐进成形数值模拟分析

为研究渐进成形的成形机理及工艺参数对成形力的影响,应用三维实体单元对成形过程进行数值模拟分析和相应的实验研究.在解决数值模拟中运动轨迹加载等难点问题的基础上,合理简化有限元分析模型,提高数值模拟计算效率.采用坐标网格法实验,并通过检测板材厚度的变化,验证了模拟结果的准确性.通过对模拟和实验结果的研究分析,提出了一种不同于剪切变形的新的变形机理,即主要变形区的板材是平面内拉伸变形及局部反向弯曲变形的组合;对成形力的数值模拟正交实验表明层间距是成形力的主要影响因素,并且成形力随层间距的减小而减小.     

基于Oyane准则的金属板材渐进成形破裂预测

针对渐进成形中的破裂缺陷,将Oyane准则引入数值模拟中,有效预测了渐进成形中金属板料的成形极限.首先,针对DC56D+Z钢板,基于获取的Oyane准则材料参数,通过试验与数值模拟确定了破裂积分值I=4为破裂的临界条件.然后,基于响应面法建立了工艺参数与I积分值之间的非线性模型,且通过方差分析验证了该模型的有效性.研究得出:该数值模型可以有效预测最大破裂积分I值,I值随着成形角α、层间距Δz和工具头直径d的增大而增大,3个工艺参数的影响作用逐渐减弱,且αΔz、αd两种组合的交互作用影响较大.     

基于MBC工具箱的汽车内板件成形多目标优化

摘要： 为了研究成形工艺参数对板料成形回弹量和板料厚度的影响,以某汽车内板件为对象,基于MATLAB软件中MBC (Model Based Calibration)工具箱建立了参数（摩擦系数、压边力、成形阻力系数和板料尺寸）与目标函数（回弹量和板料厚度）之间的数学模型,借助于MBC工具箱中的CAGE优化模块对目标函数进行优化,得到最佳参数组合,即摩擦系数0.125、压边力350 kN、板料尺寸250 mm×360 mm,拉延筋阻力系数分别为20%、10%、6%和35%.同时,通过有限元模拟和实际生产实践,验证了所提出方法的可行性.     

数值模拟算法的研究

冲压是板料成形的主要方法,而弯曲回弹又是其中的重要成形工艺。板料成形后的回弹是很多冲压成形工艺中常出现的缺陷。采用有限元法对板料冲压成形过程进行数值模拟来预测回弹是提高板料冲压成形的一种可靠方法。文章对板料成形数值模拟常用的动力显式和静力隐式算法进行分析,得出将两种算法综合使用最合适。     

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。     

U型件冲压成形回弹过程的数值模拟及参数优化

以有限元软件ABAQUS为平台,分别运用有限元动力显式和静力隐式方法模拟U型件成形及卸载后的弹性回复过程,分析了压边力、摩擦以及板料厚度对回弹量的影响.以控制回弹为优化目标,结合有限元数值模拟运用基于Pareto策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II)对工艺参数进行了优化设计.     

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。     

板料成形数值模拟的过程研究

讨论了板料成形数值模拟方法的一般步骤及零件工作参数的确定方法.应用DYNAFORM软件分析了底壳件的成形过程,预测了零件可能产生起皱和破裂的部位,提出了消除和减少起皱及破裂的工艺改进措施.     

机翼前缘蒙皮橡皮成形回弹数值模拟分析

基于有限元数值模拟的工艺分析方法能提高橡皮成形工艺的零件质量,其中回弹预测的精度是橡皮成形数值模拟的关键。文章以有限元软件ANSYS为平台,针对飞机前缘蒙皮铝合金板2B06-T3,建立成形与回弹过程的数值模型,研究影响数值模拟回弹预测精度的关键因素,如单元积分类型、网格尺寸、接触与摩擦。提高数值模拟成形精度,需要精确控制模拟过程的关键环节,力求在每个环节减小误差累积。该文对实际生产具有指导意义。     

板料冲压模具扩孔和渐进成形扩孔的对比分析

分别采用传统的锥形凸模和渐进成形工艺对板料的扩孔特性进行试验,其中渐进成形扩孔的工具轨迹根据传统冲压的锥形凸模的形状设计.探讨了工具轨迹对渐进成形扩孔特性的影响.结果表明:与传统冲压扩孔件相比,渐进成形扩孔件的厚度最薄处位于孔口向外偏置一定距离的圆周上,而不在孔口边缘;渐进成形扩孔件的变形模式为剪切变形和弯曲变形综合作用,扩孔件沿直径的厚度分布与初始板厚不满足正弦定理;与传统的模具冲压扩孔相比,渐进成形的扩孔率提高了24.4%.     

宽板V型自由弯曲回弹模拟精度及回弹影响因素研究

利用LS-DYNA模拟软件显式-隐式连续求解功能,分别采用线性和弹塑性幂指数硬化模型对黄铜、铝和SPCC钢3种材料V型自由弯曲回弹进行了数值模拟,将模拟结果和实验结果对比,给出了回弹模拟精度较高的材料硬化模型.并在此基础上,对影响V型自由弯曲回弹的板料厚度、模具几何参数以及摩擦系数等因素进行了分析,得出了影响回弹的主要规律,为提高V型件自由弯曲成形精度提供了可靠的依据.