工艺参数对高强拼焊B柱内板成形性能的影响

高强度拼焊板具有减轻车身重量、节能环保、改善车身安全性能等优点.针对差厚拼焊板冲压成形时,制件局部容易出现破裂、起皱和回弹过大等问题,利用有限元分析软件Dynaform对B340LA高强拼焊板B柱内板成形过程进行模拟,研究了压边力、模具间隙对B柱拼焊板成形的影响规律,并通过实验进行验证.研究结果表明,随着压边力增大,制件减薄率增大,增厚率减小,焊缝移动增大,制件回弹量减小;随着模具间隙增大,减薄率和增厚率都减小,焊缝移动增大,回弹量增大.合理工艺参数为压边力1200 kN,即该压边力为理论计算值的1.03倍,模具单边间隙为板厚的1.1倍.     

汽车B柱拼焊板成形分析及数值模拟

分析了汽车B柱拼焊板成形过程的工艺方案.利用有限元分析软件Dynaform对其成形过程进行了数值模拟.对成形中出现的破裂、起皱和焊缝移动等现象进行了研究.分析了产生缺陷的原因,提出工艺优化措施,最后通过模拟得到了较好的结果,并用生产零件验证了B柱拼焊板拉深成形工艺的可行性.     

基于正交试验和神经网络的激光拼焊板回弹预测

准确预测和有效控制拼焊板成形回弹,研究各因素的影响及其交互作用具有重要意义。以U形件拼焊板为研究对象,通过数值模拟、正交试验和神经网络相结合的方法,考察多个工艺参数对拼焊板回弹的交互作用,建立拼焊板回弹的BP神经网络预测模型,对U形件拼焊板的回弹进行预测和控制。结果表明,板料参数、焊缝位置、压边力、模具间隙、凹模圆角等均对拼焊板回弹有重要的影响,并存在交互作用;建立的BP神经网络模型能很好地预测U形件拼焊板在各参数影响下的回弹变化趋势,和给定一组工艺参数下的拼焊板回弹量,为拼焊板的回弹控制提供了可靠的依据。神经网络技术在拼焊板回弹预测中的应用,为拼焊板成形优化研究提出了新思路。     

激光拼焊板焊接工艺及焊后的力学性能

基于ABAQUS有限元软件建立热力耦合分析模型,利用锥形热源模型对拼焊板激光焊接进行模拟,分析得出拼焊板激光焊接过程中温度场、应力场以及焊后残余应力场的分布规律;基于有限元模型,进行单向拉伸模拟并分析卸载后残余应力变化规律,通过解析模型对焊后拼焊板单向拉伸试件宏观拉伸力进行分析;在不同工艺参数下,结合数值模拟与实验对焊接质量进行研究,得出合理工艺参数范围,为后续分析拼焊板材料性能波动、拼焊板焊接实验及拼焊板自由弯曲回弹控制奠定了基础。     

盒形件拼焊板成形性能研究及模具设计

拼焊板由于两侧材料差异导致成形性能下降。利用有限元模拟分析得到,采用焊缝夹紧装置能提高拼焊板成形性能。根据有限元分析结果,设计了具有液压夹紧装置的盒形件模具,并进行了实验研究。结果表明:有限元模拟能准确模拟拼焊板成形过程,带焊缝夹紧装置的模具能提高拼焊板的成形性能。所设计模具操作简单、可靠,可为同类模具设计提供参考。     

拼焊板自由弯曲中的动能与回弹预测精度分析

拼焊板具有焊缝、焊接应力、板厚差等一系列特征,拼焊板回弹模拟计算准确程度受成形过程和回弹模拟的影响,如何解决拼焊板回弹模拟的准确性和收敛性是拼焊板回弹数值模拟的重要问题.分析认为,联合动态显式算法求解和静态隐式算法充分发挥了二者的优点;动力显式解法分析时每步时间增量必须小于由系统最高固有频率所确定的临界时间步长;提高工具虚拟运动速度时应避免引起惯性效应;模具凹模圆角半径参数较大时,其动能相对要小,可提高回弹模拟精度;应考虑焊接应力场和拼焊板特有的力学行为和规律,提高对成形应力与残余应力预测结果的精度;此外,网络划分的质量、单元类型、模具的几何轮廓形状的描述、板材网格尺寸及处理技术等等都对拼焊板回弹产生影响.     

基于正交试验和灰色系统理论的拼焊板前纵梁成形优化

影响拼焊板冲压成形的工艺参数较多,难以精确建立工艺参数与成形质量之间的关系。以压边力、拉延筋高度、凸筋圆角半径、凹筋圆角半径为自变量,进行四因素四水平正交试验,模拟拼焊板前纵梁拉延成形过程,获得最大减薄率和最大焊缝移动量的数据。利用灰色系统理论,分别计算成形工艺参数对单目标函数的关联系数和多目标函数的关联度,将多目标转换为以关联度为目标的单目标。进一步计算各成形工艺参数的平均关联度,将优化的压边力、拉延筋截面几何参数进行有限元模拟验证,指导设计、试模,成形的质量得到明显提高。     

基于弧形顶板模具结构工艺中激光拼焊板弯曲回弹研究

通过数值模拟,研究了弧形顶板模具结构工艺中激光拼焊板回弹问题的几个关键控制因素:补偿角、托板力和凸凹模间隙等对其弯曲回弹的影响。结果表明,在不同补偿角、托板力和模具间隙的影响下,激光拼焊板具有与光板一致的回弹规律。因此,在设计模具时可以预先在模具结构及工件部位尺寸上采取措施,对激光拼焊板的回弹进行补偿。     

差厚拼焊板汽车覆盖件回弹的研究

以差厚拼焊板覆盖件中通道为研究对象,根据零件结构图分析其工艺性。利用Dynaform软件对中通道进行冲压成形模拟,并设置前处理相应的一些工艺参数,得到初步模拟结果。然后对初步结果进行工艺参数优化和回弹模拟,分析拉延筋布置、压边力和板厚比对拼焊板回弹的影响。研究结果表明,拉延筋高度为4 mm、压边力为700 kN、板厚比为0．5时,回弹量为1．839 mm (小于回弹量经验值2 mm),符合生产要求。最后将模拟回弹量与实际生产现场进行对比,发现上顶面回弹量最接近实际数据,而侧壁和法兰部分回弹量和实际数据差别明显。     

汽车B柱高强度钢热冲压工艺

采用数值模拟与试验相结合的方法,研究了汽车B柱22Mn B5高强度钢热冲压成形工艺。根据对B柱零件结构的分析,设计模具型面,并合理添加压料板。建立B柱热冲压有限元模型,设置板料加热温度、模具温度、压料板的压力、冲压速度、淬火保压压力等工艺参数,确定工艺参数方案。对B柱热冲压进行全过程数值模拟,得到了热冲压件的厚度、微观组织、硬度等性能分布情况,并与试验结果进行对比。热冲压件性能检测结果表明:零件的厚度分布较均匀,最大减薄率小于25%,平均硬度达到470 HV以上,平均抗拉强度达到1400 MPa以上,显微组织为均匀板条状马氏体。成形后的B柱各项性能均满足热冲压技术规范要求,表明了该B柱热冲压成形工艺的可靠性。     

拼焊板V形自由弯曲成形及回弹过程

采用数值模拟和试验方法,对拼焊板V形自由弯曲及其回弹过程进行分析。采用壳单元,对横、纵向拼焊板基板和焊缝在不同参数条件下V形自由弯曲及回弹过程精确建模,并与试验进行对比分析,得到了拼焊板V形自由弯曲时,焊缝移动及模具参数、材料性能参数、板料厚度比和摩擦等对回弹的影响规律,为进一步开展拼焊板V形自由弯曲回弹控制的研究奠定了基础。     

铝合金汽车发动机罩内板成形性能研究

以铝合金汽车发动机罩内板为对象,在初始型面结构的基础上,结合有限元分析,针对其出现的成形缺陷进行多轮优化,改善其成形性能,同时探究了压边力和模具间隙等工艺参数对零件减薄率和回弹的影响。结果表明,在较小的压边力和较大的模具间隙下板料的减薄较小;在一定范围内,随着压边力的增大,零件的整体回弹得到抑制但变化不明显,而局部的负向回弹有所增加,模具间隙的减小也有利于减小回弹。在优化型面结构的基础上对其进行回弹补偿并配合工艺参数的调整,可有效减小零件的回弹。在仿真优化结果的基础上进行铝合金发动机罩内板的冲压试验,试验件与仿真优化结果具有较好的一致性。     

激光拼焊板成形极限的预测方法研究

激光拼焊板成形极限图(FLD)目前主要由试验法获得,但试验法由于其局限性,在实际应用中受到很大的限制。该文介绍了一种预测板料发生颈缩的新准则——厚度梯度准则,该准则基于当板料发生颈缩时沿垂直于颈缩方向的厚度梯度分布上存在着临界值C;在板料成形过程中,当其厚度梯度值小于临界厚度梯度值C时,板料发生颈缩。采用eat/Dynaform软件仿真了高强度钢B170P1激光拼焊板的凸模胀形试验,基于厚度梯度准则有限元计算获得了其成形极限图。获得的激光拼焊板FLD与通过凸模胀形试验法得到的结果进行了对比分析。与试验得到的数据吻合较好,从而证实了该方法的正确性和有效性。     

激光拼焊板在天窗加强框上的应用

基于Autoform对激光拼焊全景天窗加强框的成形性进行了仿真分析及工艺优化,为使用激光拼焊板生产全景天窗加强框提供理论依据,并从成形性、成本和生产效率等方面与传统非拼焊全景天窗加强框进行对比。经模拟分析及工艺优化可知,激光拼焊天窗加强框无成形性问题,并且在整体零件质量上减少了1.17 kg,模具质量减少了约8 t。利用激光拼焊板整体成形的全景天窗加强框无论在汽车整体结构、精致工艺方面,还是在汽车的工装成本以及生产成本上都有一定的优势。同时,该结构提升了整车的车身品质,为后期车身产品设计及制造工艺提供了参考。     

拼焊板方盒件拉深成形过程变压边力曲线预测

基于有限元数值模拟软件LS-DYNAFORM,对拼焊板方盒形件拉深成形进行模拟研究。通过改变拉深成形过程中压边力这一最重要且易于控制的工艺参数,寻求拼焊板方盒形件拉深成形时较优的变压边力曲线加载形式。为预测不同工艺参数下拼焊板方盒形件拉深成形时的较优压边力加载曲线,建立了变压边力的BP神经网络预测模型,并将该模型预测的结果与数值模拟得到的结果进行对比分析。研究结果表明,拼焊板薄板采用变压边力、厚板采用恒定压边力、且薄板压边力不小于厚板压边力的加载形式,拼焊板成形件整体质量较好,焊缝移动量较小;神经网络预测模型能较好的预测拼焊板方盒形件拉深成形时的变压边力,与数值模拟结果的最大相对误差在12.3%以内。     

拼焊板弯曲成形回弹规律的研究

采用正交试验设计与有限元仿真技术相结合的方法,对具有横向焊缝的拼焊板的回弹进行了研究.以U形件的弯曲成形过程为研究对象,分析了三个重要的因数厚度比、强度比和板宽对拼焊板回弹的影响.结果表明,拼焊板在成形过程中薄侧和厚侧的回弹存在着较大的差异,板的强度比对拼焊板薄侧的回弹影响最为显著,板的宽度和板的厚度比对拼焊板厚侧的回弹影响较显著,但这种趋势并不完全成线性.取模拟结果中的三组数据进行了实验验证,实测值与数值模拟值趋势一致.     

差厚激光拼焊板汽车后纵梁拉延成形数值模拟分析

采用有限元数值模拟方法,运用有限元分析软件DYNAFORM对差厚激光拼焊板汽车后纵梁拉延成形过程进行了模拟分析。对模拟结果中零件出现的破裂、起皱等缺陷进行了工艺优化,将优化后的工艺参数用于实际生产,从而消除了生产过程中可能产生的缺陷。通过模拟分析可为实际生产提供指导,并试模得到了合格制件,减少了模具开发周期。     

拼焊板U形件冲压成形中焊缝移动与回弹的研究

通过数值模拟技术,并结合正交试验设计方法,研究了具有纵向焊缝的拼焊板U形件在不同板厚比、不同强度比、不同压边力和不同拉深筋阻力情况下的焊缝移动与回弹及其相互关系,为高强钢激光拼焊板的焊缝移动和回弹控制研究提供依据.研究表明:拼焊板的不同板厚比和强度比对焊缝移动和回弹有显著影响,为了保证冲压成形质量,板厚比一般不小于0.5,强度比在0.8～1.3为宜;在此基础上,选择合理的压边力和拉深筋阻力分布可以减小焊缝移动,从而有效地控制拼焊板的回弹,并在某车型中立柱的实际生产中得到应用和证实.     

曲线焊缝激光拼焊板胀形成形性研究

拼焊板成形技术是目前汽车车身轻量化的重要手段之一,焊缝形状及位置是影响拼焊板成形极限的两个重要因素,针对此,该文利用圆球胀形试验,对厚度比、焊缝形状对激光拼焊板极限成形高度的影响进行了研究,并对影响规律进行了分析,从而为拼焊板的设计开发开阔了思路。     

基于数值模拟的激光拼焊板渐进成形性能研究

渐进成形技术是近年发展起来的一种新的板料成形方法,将该技术应用到激光拼焊板成形领域的研究还很少。以某圆台零件为研究对象,建立了激光拼焊板有限元模型。通过正交试验研究了工具头直径、下压量、拼焊板焊缝位置和板厚组合对激光拼焊板的成形性能的影响。结果表明,焊缝位置对激光拼焊板成形极限的影响最为显著,其次为下压量、板厚组合和工具头直径,并得出了最优工艺参数组合。在保证零件加工精度及满足设备成形能力的前提下,尽量提高下压量不仅有助于提高激光拼焊板成形效率,还能有效提高成形极限。结果能为渐进成形工艺参数的选择提供参考。