摩擦对汽车零件拼焊板成形行为影响

为了提高拼焊板成形性能,通过改变成形过程中模具与板料之间的摩擦以控制其成形特征.以极限胀形高度试验为研究对象,采用理论方法分析了摩擦系数对拼焊板成形行为影响的力学机制.结合试验和有限元法研究了摩擦系数对拼焊板极限胀形高度、焊缝移动及应变分布等的影响.结果表明:摩擦系数对拼焊板成形行为有显著影响,随着摩擦系数的增大,极限胀形高度先增大后逐渐减小,而焊缝移动量则一直减小,拼焊板主应变分布逐渐变得均匀;当摩擦系数增大到一定值时,极限应变位置突然从焊缝临近位置转变为距焊缝约30.0 mm位置的薄侧母材上,拼焊板失效模式发生了变化.     

摩擦对汽车零件拼焊板成形行为影响

为了提高拼焊板成形性能,通过改变成形过程中模具与板料之间的摩擦以控制其成形特征。以极限胀形高度试验为研究对象,采用理论方法分析了摩擦系数对拼焊板成形行为影响的力学机制。结合试验和有限元法研究了摩擦系数对拼焊板极限胀形高度、焊缝移动及应变分布等的影响。结果表明:摩擦系数对拼焊板成形行为有显著影响,随着摩擦系数的增大,极限胀形高度先增大后逐渐减小,而焊缝移动量则一直减小,拼焊板主应变分布逐渐变得均匀;当摩擦系数增大到一定值时,极限应变位置突然从焊缝临近位置转变为距焊缝约30.0mm位置的薄侧母材上,拼焊板失效模式发生了变化。     

差厚高强钢激光拼焊板拉伸失稳行为研究

对0.7mm/1.0mm厚度组合的B170P1钢激光拼焊板试件进行半球凸模胀形试验,分析不同应变状态下拼焊板的变形、失稳特点及应变分布情况,研究其拉伸失稳规律。研究表明,拼焊板试件的变形失稳主要发生于薄侧母材,且随应变状态由单拉向平面等双拉的转变,应变分布趋于均匀,失稳位置向焊缝靠近;在变形过程中,靠近焊缝的薄侧母材在平行于焊缝方向的变形受到厚侧母材及焊接区的影响,其应变路径快速向平面应变漂移,达到成形极限状态,降低了拼焊板的成形性能。焊缝的存在导致差厚激光拼焊板各部分变形不均匀,在差厚激光拼焊板的实际应用中,应采取适当措施抑制薄侧母材的局部变形,增加厚侧母材塑性变形的比例,提高差厚拼焊板的冲压成形性。     

差厚拼焊板拉深方盒形件成形极限及焊缝移动

采用Dynaform专业板料成形软件,对差厚异质激光拼焊板拉深方盒形件的成形过程进行了研究.结果表明:母材厚度差对压边力的合理范围以及盒形件的成形极限和焊缝移动量有很大的影响;两种母材所占比例不同(焊缝位置变化)时,比例差别越大,成形极限越小,薄侧材料所占比例越大,焊缝移动量也越大.并根据两种母材在成形过程中的应力状态和应变状态分析了这些现象.     

不等厚激光拼焊板杯突试验及模拟

针对厚1.8 mm的SAPH440和厚2.2 mm的DP600不等厚异质板材采用激光焊接技术实现拼焊,进一步研究SAPH440和DP600的不等厚激光拼焊板的焊接接头性能和成形性能。针对拼焊板的胀形性进行杯突试验,研究表明,当薄板SAPH440所占的比例较厚板DP600大时,拼焊板的杯突值低于任何一侧母材的杯突值,即拼焊板的胀形性低于母材。并利用Dynaform软件对拼焊板的成形过程进行仿真分析：结果表明两侧板材变形不均匀,焊缝向厚板侧移动。     

不等厚高强钢激光拼焊板焊缝组织及胀形性能分析

采用激光焊接方法,针对1.8mm厚的SAPH440与2.2mm厚的DP600高强钢实施激光拼焊.测试了不等厚拼焊板焊接接头的金相组织以及显微硬度,然后通过杯突试验对所得到的不等厚高强钢拼焊板的胀形性进行了研究,进一步与母材的胀形性相比较.结果表明,焊缝的金相组织为针状铁素体和板条马氏体,焊缝两侧硬度分布不同,焊缝处的硬度要高于母材.拼焊板的杯突值低于任何一侧母材的杯突值,焊缝的位置对不等厚拼焊板的胀形性有一定的影响,薄板所占比例越大拼焊板的胀形性越好,在胀形成形过程中焊缝向厚板侧移动.     

拼焊板柱面扁壳成形焊缝移动与回弹研究

建立柱面(X向)和曲面方向(Y向)焊缝的柱面扁壳有限元模型,改变压边力、板厚比,研究拼焊板拉深切边成形时的焊缝移动、曲面方向回弹及其相互关系,并与光板对比。结果表明:压边力大小影响焊缝移动,曲面方向回弹随压边力增加而减小;Y向焊缝拼焊板回弹最大,光板及X向焊缝拼焊板厚侧次之,薄侧最小;板厚比不低于0.5时,板料成形性能平稳且焊缝偏移量、回弹随板厚比减小而增加,在实际应用中得到验证。     

拼焊板盒形件的成形性能与焊缝移动的研究

通过数值模拟技术,结合正交实验设计,研究拼焊板盒形件在不同板厚比、不同强度比、不同焊缝位置、不同压边力、不同拉深筋阻力以及不同摩擦系数的情况下的成形极限与焊缝移动。研究表明：板厚比与强度比对拼焊板盒形件的焊缝移动量影响很大,板厚差不宜过大;焊缝位置对拼焊板盒形件的焊缝移动量影响较为显著,建议将焊缝位置设计在偏向厚板一侧。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,从而保证拼焊板的成形质量,并在某车型门内板的实际生产中得到应用和证实。     

差厚拼焊板充液拉深焊缝移动及厚度的研究

基于Dynaform分析软件,建立了差厚拼焊板充液拉深盘形件的有限元模型,对相同材料、不同差厚比的板料充液拉深盒形件进行了数值模拟.结果表明,针对不同差厚比的拼焊板,合理控制薄、厚板两侧压边力的大小及分布规律可有效地改善盒形件拉深过程中的焊缝移动量以及减小盒形件各变形区域厚度变化量,这对提高拼焊板的成形性以及对拉深工艺参数的优化提供了理论依据.     

拼焊板盒形件冲压成形失效及应变路径分析

采用自制液压机和分瓣压边圈模具,通过模拟仿真和实冲试验,变化各工艺参数,研究分析拼焊板方盒件冲压成形的应变路径、焊缝移动和成形极限,以提高其成形性能。研究表明,厚/薄侧压边力的大小和分布对破裂危险点的应变路径和成形裕度有很大的影响,合理的压边力分布可调节失效破裂的位置,减少焊缝移动和提高成形极限深度;凹模圆角半径的增大,对薄侧侧壁圆角处破裂危险点应变路径影响较大,拼焊板盒形件成形极限深度逐渐增大;厚度比较小时,破裂出现在薄侧圆角处,而厚度比较大时,焊缝移动量大,破裂易出现在薄侧焊缝处;板料毛坯形状和尺寸对失效破裂的位置和成形性能影响显著。因此,以薄侧侧壁圆角处和薄侧焊缝位置附近为破裂危险点,通过优化压边力、凹模圆角半径、板料厚度比、板料毛坯形状和尺寸等工艺参数,改变危险点的应变路径,调节失效破裂的位置,减小其焊缝移动量,可有效地提高拼焊板方盒件的冲压成形性能。     

随行程变化变压边力拼焊板盒形件成形性能研究

焊缝两侧材料变形不均匀引起的焊缝移动和成形性能下降是拼焊板成形过程中需要解决的难题,变压边力技术可以增大成形工艺调整范围、提高冲压件成形质量。本文在拼焊板成形过程中加载随行程线性渐增变化的变压边力,并应用动力显式数值模拟软件模拟差厚拼焊板盒形件的成形过程,研究变压边力控制对拼焊板成形性能的影响。结果表明,在相同的焊缝移动量下,线性渐增变压边力与定常压边力相比增大了引起焊缝移动的薄侧变形区域材料的长度,缓解了薄侧材料的应变集中,提高了拼焊板成形性能。     

激光拼焊板冲压成形性能研究

对由同种材质不等厚度母材制成的拼焊板进行了杯突试验和成形极限图试验,发现拼焊板焊缝处材料强度增强,但是抵抗继续变形能力减弱,材料发生失稳、破裂多在薄板侧.并应用AutoForm软件对某轿车前地板零件的成形性进行研究,仿真分析结果表明,虽然在零件设计时薄板侧所占面积较大,使得焊缝未发生移动,但较易破裂位置、板料变薄最大位置仍发生在拼焊板焊缝薄板侧.在分析拼焊板材料制成的零件时,对焊缝附近进行材料成形性分析尤为重要.     

拼焊板深拉延成形模具结构及实验研究

设计了拼焊板拉延成形模具结构，并对相同材料不同厚度的拼焊板方盒形件拉延工艺进行了实验研究，分析了拼焊板方盒形件拉延后焊缝移动规律及壁厚变化规律。实验结果表明，盒形件底部焊缝向厚板侧移动、侧壁处焊缝向薄板侧移动的焊缝移动规律。     

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。     

拼焊板成形性能的理论预测与实验研究（英文）

基于塑性本构关系和Hosfrod屈服准则,当拼焊板焊缝及热影响区金属的弹塑性力学性能已知时,提出一种获得拼焊板成形极限图的理论计算方法。建立获取拼焊板成形极限图的半球凸模胀形物理实验模型,并将物理实验结果与理论计算结果进行对比分析。研究结果表明:拼焊板及其母材成形极限图的理论计算结果与物理实验结果吻合较好;拼焊板的成形极限明显低于母材,说明拼焊板与母材相比,成形性能降低。该理论计算模型为快速准确获得拼焊板的成形极限图提供了一种方法。     

压边力对双焊缝差厚拼焊板拉延成形焊缝移动的影响

拼焊板在拉延成形时焊缝移动受多方面因素的影响,本文模拟分析了不同压边力值和分段压边力对具有两道焊缝的差厚激光拼焊板汽车后纵梁在拉延成形过程中焊缝移动的影响。通过分析在不同压边力下两条焊缝的移动量得出了焊缝最大移动量随压边力的增大而增大的规律。为了减小两条焊缝的移动量,成形过程中在保证总压边力不变的情况下对差厚拼焊板的不同板厚部分设置不同的压边力。通过模拟分析得出了焊缝最大移动量随着薄侧压边力的增大和厚侧压边力的减小而减小。合理的增大薄侧板料压边力,减小厚侧板料压边力可以减小焊缝移动量,提高成形质量。     

焊接理论——一般问题

差厚拼焊板盒形件成形影响因素及焊缝移动规律 研究了拼焊板厚度组合、强度组合及成形过程中焊缝移动问题。通过数值模拟技术,建立了有拉延筋和没有拉延筋情况下的有限元模型,分析了不同板厚组合和不同强度组合对拼焊板成形性的影响,同时分析了拉延筋对焊缝移动量的影响,揭示这些因素影响成形性能的一般规律,提出一种减少焊缝移动的方法。研究结果表明：差厚板薄板与厚板的厚度比值取不低于0．5时,有利于成形极限的提高;     

焊接理论——一般问题

差厚拼焊板盒形件成形影响因素及焊缝移动规律 研究了拼焊板厚度组合、强度组合及成形过程中焊缝移动问题。通过数值模拟技术,建立了有拉延筋和没有拉延筋情况下的有限元模型,分析了不同板厚组合和不同强度组合对拼焊板成形性的影响,同时分析了拉延筋对焊缝移动量的影响,揭示这些因素影响成形性能的一般规律,提出一种减少焊缝移动的方法。研究结果表明：差厚板薄板与厚板的厚度比值取不低于0．5时,有利于成形极限的提高;     

应用变压边力控制技术改善拼焊板的成形性能

基于简化的拼焊板2D截面模型分析了控制焊缝移动的拼焊板薄厚两侧所需的压边力关系式,提出了分段压边圈作用下的拼焊板冲压成形方案。应用数值模拟技术进行了矩形盒冲压仿真,验证了分析结果的有效性,分析了变压边力对拼焊板成形性能的影响。研究结果表明:拼焊板薄侧加载比厚侧较大的压边力,有效减少了焊缝移动,减小了薄侧材料的应变集中,改善了薄厚两侧材料变形均匀性,从而提高了拼焊板的成形性能,为提高拼焊板成形质量提供了新思路。     

液压夹紧装置在差厚激光拼焊板冲压中的研究

破裂和焊缝移动是差厚激光拼焊板成形中存在的两个主要问题.利用塑性力学,对焊缝移动进行了力学分析.为提高激光拼焊板的成形性能,设计了液压夹紧装置,并解释了装置的原理.通过门内板拼焊板的冲压成形实验,比较了使用液压缸前后拼焊板的焊缝移动变化和板厚变化情况.实验表明,夹紧装置能有效地控制差厚拼焊板成形中焊缝的移动,能减少薄侧板材的变薄,从而提高拼焊板的整体成形性能.