关键工艺参数对铝合金斜法兰非轴对称盒形件充液成形的影响

铝合金斜法兰非轴对称深腔盒形件成形过程中受力变形复杂。通过理论分析计算、有限元分析软件Dynaform的数值模拟及试验,对成形工艺进行了优化。针对该零件充液拉深过程易出现的破裂、起皱现象,研究了预胀形高度、预胀形液室压力、液室压力加载路径对零件法兰最高处D侧与最低处B侧凸模圆角区域在板料成形过程中壁厚变化的影响。结果表明,预胀形高度越高或预胀形液室压力过大,零件B侧与D侧凸模圆角在成形后壁厚减薄越严重;预胀形高度过低也会导致D侧凸模圆角在成形后发生严重减薄。预胀形结束后,液室压力加载过快,易发生褶皱,达到临界液室压力后,可以有效抑制板料壁厚过度变薄。     

液室压力对异形长法兰盒形件充液成形过程的影响

异形长法兰盒形件由于法兰面积大,拉深成形时法兰区的材料流动困难,易出现开裂缺陷。通过对比分析壁厚分布的试验与仿真结果,证明了仿真分析具有可靠的准确度。利用实验与仿真相结合的分析方法,分析异形长法兰盒形件充液成形过程中初始反胀与成形压力的影响机理,优化液室压力加载路径,建立关于初始反胀压力与初始反胀高度的工艺窗口,用于指导该类零件初始反胀参数选取。分析结果表明:异形长法兰盒形件充液成形过程中,初始反胀压力与初始反胀高度过小,导致异形长法兰盒形件凸模圆角处破裂,初始反胀压力与初始反胀高度过大,导致异形长法兰盒形件凹模圆角处破裂;最大减薄率随着成形压力的增加,先减小后增加。     

反胀对双相钢复杂曲面件充液拉深变形的影响

采用包含反胀、压平和拉深成形三个阶段的反胀充液拉深成形方法,得到不同反胀预变形时双相钢DP590的反胀预成形件和终成形件,研究了反胀对充液拉深成形件壁厚、应变的影响。结果表明:对于复杂曲面件反胀充液拉深,反胀高度存在极限值,当超过极限值时,试件出现折叠缺陷,限制了反胀量的提高;相对于普通充液拉深,反胀充液拉深对复杂曲面件底部有一定的强化效果,当相对反胀高度为16%时,可使底部壁厚减薄率增加2%、等效应变增大0.03,并且底部变形量随着反胀高度的增大而增加,而对直壁处变形基本无影响。     

2198铝锂合金充液拉深成形模拟及试验（英文）

通过有限元模拟2198铝锂合金斜面筒形件的充液拉深过程,结合试验对其塑性变形规律进行研究。研究结果表明:在板料充液拉深过程中,合适的液室溢流压力直接影响充液拉深;压边间隙影响零件的减薄率;合适的预胀压力可减小零件厚度减薄率,能够获得壁厚相对均匀,成形质量较好的零件。     

反胀压力对铝合金球底筒形件充液拉深过程的影响

充液拉深工艺是一种先进的板材柔性成形方法。结合航天部件的实际需求,通过数值模拟的方法,对5A06铝合金球底筒形零件的初始反胀充液拉深成形过程进行了研究。应用基于LS-DYNA3D内核的动力显示分析软件eta/Dynaform5.5,分析了液室初始反胀压力与液室压力对零件壁厚分布以及起皱、拉裂等缺陷的影响规律,讨论了反胀压力与液室压力的匹配关系,得到了合理的加载区间。结果表明,采用优化的初始反胀压力和液室压力耦合加载条件,可以有效的抑制零件球底部的过度减薄,控制悬空区的内皱,提高零件成形质量。     

磁力泵隔离套充液拉深成形模拟分析

运用板料成形有限元软件,对磁力泵隔离套零件的充液拉深成形过程进行模拟,获得成形后的零件成形极限图(FLD)和侧壁厚度分布图,研究了在确定的压边力、凹凸模圆角半径和摩擦系数下,液室压力、压边间隙对零件成形质量的影响规律。研究表明,当液室压力为40 MPa时,侧壁厚度分布范围在0.932~1.027 mm之间;压边间隙为1.08 mm时,零件的侧壁厚度最大减薄率为8.8%;通过控制液室压力为40 MPa、压边间隙为1.08 mm时,试验件壁厚均匀、减薄率低,获得较佳的成形效果,试验结果也进一步验证了结论的有效性。     

盒形件无模充液拉深工艺参数研究

基于Dynaform平台对盒形件无模充液拉深工艺参数进行分析与研究,结果表明,合理地控制液体加载路径、预胀形压力以及成形时的液体压力可有效提高板料成形性能和成形件质量,通过与传统拉深工艺比较,无模充液拉深工艺在摩擦保持效应的作用下,拉深件壁厚更加均匀一致,盒形件一次拉深最大相对高度可达到4。     

铝合金内凹底筒形件充液预胀成形研究

通过数值模拟的方法,对5A06铝合金内凹底筒形件充液预胀成形工艺进行了研究,并对不同预胀压力和液室压力下零件成形的影响进行了成形模拟。结果表明,采用合理匹配的初始预胀压力和液室压力加载路径,可有效地降低板料成形时的径向拉应力,抑制零件内凹底部的过度减薄,可以一次成形较高质量的内凹底筒形件。通过试验,对拉深比为2.2的内凹底筒形件的成形进行了研究,并与模拟结果进行了对比,分析了试验中出现的成形缺陷。试验结果均与模拟结果一致,验证了模拟的可靠性。     

321不锈钢V形件充液成形失稳控制研究

充液成形技术是一种有效解决复杂薄壁零件成形问题的方法.针对321不锈钢V形件常规拉深成形需要多道次成形、工艺冗余的问题,通过分析V形件充液成形过程中易出现失稳现象,设计了带初始反胀的充液成形的技术方案.结合数值模拟,对薄壁V形件充液成形过程中出现的凸模侧壁破裂、法兰区起皱等失稳形式进行了研究,优化了液室压力加载曲线、压边间隙、初始反胀压力及初始反胀高度.结果表明,V形件在优化的工艺参数条件下成形既可产生“摩擦保持”的效果,改善了应力状态,又可避免凸模侧壁破裂和法兰区起皱,提高了零件成形极限和壁厚分布的均匀性.     

斜凸缘锥形件充液拉深中预胀作用研究

采用有限元结合实验对斜凸缘铝合金锥形件充液拉深中预胀作用进行研究。研究结果表明:在斜凸缘锥形件的成形中,凸模底面和板料在预胀以及拉深初始阶段的接触不同步,是造成零件锥壁底部产生壁厚明显减薄痕迹的原因;预胀时凸模的位置对凸模圆角处零件壁厚分布有一定的影响,并且对低端锥壁圆角处的影响比对高端锥壁圆角的影响更为显著;凸模先下行一定位移,然后配合合适的预胀加载路线可以改善此处壁厚的减薄,减轻壁厚减薄留下的明显痕迹。     

镀锡钢薄壁罐胀形壁厚变化分析

为了提高薄壁罐气压胀形的成形质量,减少壁厚严重减薄而产生皱折、破裂等成形缺陷,使用钣金成形专用软件模拟薄壁罐气压胀形过程。分析了成形3个阶段金属流动情况、壁厚变化、应力和应变分布规律以及罐坯成形极限,中间阶段对胀形结果影响明显,壁厚减薄、应力和应变的最大值发生在胀形的最大变形区。试验验证与模拟分析吻合。     

Research on sheet-metal flexible-die forming using a magnetorheological fluid

Related studies showed that viscosity has a great effect on the formability of sheet metal in viscous pressure forming. However, the viscosity of viscous medium keeps constant in VPF. In this paper, a new flexible-die forming method for sheet metal using magnetorheological (MR) fluids, magnetorheological pressure forming (MRPF), is proposed, which enables the viscosity of flexible-die medium adjustable by changing the magnetic fields during the forming process. Squeezing tests of MR fluid show that its rheological behavior can be changed greatly under different magnetic fields. Magnetorheological pressure bulging tests of Al1060 sheet are conducted on the self-designed experimental apparatus. Experimental results show that MR fluids can be used effectively as a flexible-die medium to form the parts and its rheological behavior can be adjusted during bulging process. Variation of MR fluid's rheological behavior can lead to different forming pressure load paths and have an effect on sheet metal formability. For the same piston stroke of 8.0 mm, when the magnetic flux density is 0.180 T and 0.318 T, average dome height of bulging specimen is 8.71 mm and 10.61 mm, respectively. The value increases significantly by 21.8%. At the same time, the maximum thickness strain increases from −9.2% to −23.0%.     

铝合金曲面斜法兰罩盖成形工艺的数值模拟与试验研究

研究了铝合金罩盖刚性模拉深预成形-新淬火-充液拉深终成形的多道次成形工艺。通过分析零件的几何特征,确定预成形中间构型的几何形状以及确定合理的冲压方向。基于有限元分析软件Dynaform对成形工艺进行模拟分析,优化成形过程的关键工艺参数,并进行试验验证与优化。研究表明:液室压力及加载路径对充液拉深成形零件质量影响较大,成形所需最大液室压力为15 MPa,充液拉深终成形后的零件壁厚最大减薄率为11.424%,侧壁与法兰没有明显的起皱趋势。试验证明对于该铝合金罩盖零件,采用刚性模拉深预成形-新淬火-充液拉深终成形的多道次成形工艺较传统多道次拉深工艺有明显的优势,可得到表面质量良好的合格零件。     

铝合金防碰撞吸能管液压成形加载路径研究

针对防碰撞吸能管成形需要,提出了对铝合金6061圆管液压胀形过程的轴向进给补偿-液压力加载路径控制过程.通过数值模拟方法,采用分析软件ABAQUS 6.10对铝合金6061管材液压胀形的加载路径进行了研究.以成形件不发生起皱、破裂两种失效方式以及最终成形壁厚分布为依据,分析了不同轴向进给和液压力加载路径对成形件质量的影...     

弯曲预成形和液压成形对汽车装饰尾管壁厚分布的影响

针对某乘用车排气管路中的薄壁装饰尾管的整体制造难题,开展AISI 304不锈钢管材的弯曲预成形及液压成形工艺研究,从而进一步提高该产品的成形质量与成形效率。利用Dynaform软件,首先,研究弯曲预成形工艺对管材壁厚分布的影响规律,再基于此结果,完成在不同加载方式下的管材液压成形分析。结果表明:弯管Δd值较小时,管材第2次弯曲区域的减薄率有降低的趋势,并且随着Δd值的减小,这种趋势更加明显;基于所选定的Δd值,进行了液压成形有限元模拟,相比于线性加载方式,脉动加载使成品件易破裂区域的最大减薄率由17.6%降为12.1%,并且壁厚分布更为均匀;模拟与实验结果基本保持一致,最大偏差值为2.17%,成形出的零件无开裂倾向,且外观尺寸满足要求。     

管材内高压成形新加载方式的研究

介绍了管材内高压成形过程中,一种新的内压加载方式--脉冲型加载方式.并通过建立相应的有限元模型,进行了内压脉冲型加载方式下管材内高压成形过程的模拟.通过对不同加载方式模拟结果的比较,分析了脉冲型加载方式对内高压成形中金属流动、变形区变形分布及局部过度减薄等方面产生的影响.模拟结果表明:脉冲型加载在管材内高压成形过程中可以使变形区的变形更加均匀,有利于抑制局部过度减薄、对抑制最后贴膜成形的圆角部位的过度减薄作用明显;脉冲型加载方式使变形更均匀的原因是减小了金属流动阻力,使金属流动更容易.     

Loading path optimization of tube hydroforming process

Optimization methods along with finite element simulations were utilized to determine the optimum loading paths for closed-die and T-joint tube hydroforming processes. The objective was to produce a part with minimum thickness variation while keeping the maximum effective stress below the material ultimate stress during the forming process. In the closed-die hydroforming, the intent was also to conform the tube to the die shape whereas in the T-joint design, maximum T-branch height was sought. It is shown that utilization of optimized loading paths yields a better conformance of the part to the die shape or leads to a higher bulge height. Finite element simulations also revealed that, in an optimized loading path, the majority of the axial feed needs to be provided after the tube material yields under the applied internal pressure. These results were validated by conducting experiments on aluminum tubes where a good correlation between the experimental results and simulations were obtained.     

On the thinning variation of a superplastically formed titanium alloy spherical domes

The gas pressure bulging of metal sheets has become an important forming method. As the bulging process progresses, significant thinning in the sheet material becomes obvious. A prior knowledge about non-uniform thinning in the product after forming helps the designer in the selection of initial blank thickness. This paper presents a simple analytical procedure for obtaining the thinning variation of a superplastically formed Ti alloy spherical dome. The procedure is validated with the existing measured data.