工业纯铝板料渐进成形极限图研究

板料渐进成形极限图和传统成形极限图有显著不同,到目前为止尚未有统一的测试方法.提出了一种测试板料渐进成形极限图的方法,成形工具分别沿往复圆弧和交替往复圆弧轨迹运动,对0.9mm工业纯铝板进行渐进成形.板料破裂后,获得了主应变和次应变,建立了该种板料渐进成形极限图.通过板料渐进成形分别成形了一些零件,测量了零件的主应变和次应变并绘制了它的渐进成形极限图.结果表明,所获得的工业纯铝渐进成形极限图能较为准确地预测渐进成形中板料的破裂,测试方法适用于渐进成形极限图的建立.     

TRIP590板料渐进成形失效研究11,2111

通过胀形试验和以沟槽法为基础获取普通板料渐进成形极限图的方法,分别获取TRIP590板料的传统成形极限图和渐进成形极限图。为了直观地比较TRIP590板料在不同成形方式中具有的成形性能以及验证获取的渐进成形极限图是否满足于TRIP590板料成形,设置了变角度圆锥台和变角度方盒进行验证。两组试验证明:TRIP590板料在渐进成形中的成形性能远强于传统成形,并且获取的线性方程为ε2=0.525 4ε1+0.989 1的渐进成形极限图也适用于TRIP590板料的成形。     

板料点压渐进成形的成形性能研究

板料渐进成形技术作为柔性制造技术,其研究已经取得相当进展。但是在进给轨迹连续的普通渐进成形中,材料在成形过程容易产生沿轨迹方向的推挤,而产生不必要的变形,影响加工能力和加工质量。通过圆弧沟槽实验,对比点压渐进成形和连续渐进成形,发现点压渐进成形可获得的沟槽长度为60.5 mm,大于连续渐进成形中48.9 mm的沟槽长度;破裂位置最大主应变分别为1.212和0.982,说明板料点压渐进成形时的成形性能比连续渐进成形好。通过改变点压渐进成形中正弦波的波长和振幅,说明两参数对成形性能的影响。采用成形性能更好的点压渐进成形,可减少多道次渐进成形的成形道次,拓展渐进成形所能成形的零件结构类型。     

铝合金板料多道次成形极限预测研究

为了解决轻量化车身铝合金板料多道次冲压成形有限元仿真的准确性问题,以各向异性铝合金板料在非线性应变路径下的成形极限预测为研究对象,讨论了预变形对后工序成形极限图的影响,研究了获得预变形均匀应变场的试验方法,引入了与应变路径无关的成形极限预测模型,并介绍了PEPS模型的极坐标转换方法,结果表明：成形极限应力图可以更准确地预测轻量化车身铝合金板料二次加载条件下的成形极限,优于目前仅依赖材料供应态FLD模型的有限元分析准确性。     

TA1纯钛板成形极限图测定及应用

采用机械划线法制作网格,利用通用板料成形性能试验机和网格拓印测量的方法,获得了TA1纯钛板在不同应变路径下的极限应变值,以此数据为基础绘制了TA1纯钛板室温下的成形极限图,并基于最小二乘法对成形极限图进行拟合建立了成形极限图的预测模型。此外,将成形极限预测模型导入到有限元模拟软件中,作为成形破裂的判据,对TA1纯钛板胀形成形的破裂缺陷进行预测,并通过工艺试验对预测结果进行了验证。对比结果表明,采用成形极限预测模型作为破裂判据的有限元数值模拟能够较为精确的预测出TA1纯钛板的极限胀形高度和胀形发生破裂的部位。     

汽车背门口左右角板的冲压成形分析

结合BUP板料成形试验机和ARAMIS三维光学材料应变测量系统,测量DC53D的成形极限曲线,通过试验得出DC53D成形极限最低点应变值为36.4%。利用网格应变分析技术对汽车部件背门口左右角板进行冲压成形分析,得到冲压件的主应变最大值31.2%,最大厚度减薄25%,以及特征截面线上的主应变变化曲线。同时将冲压件的主应变与DC53D的成形极限曲线对比分析发现:汽车部件背门口左右角板的大部分变形为拉延变形;冲压板料DC53D具有良好的冲压成形性能;冲压件对应成形极限曲线最低点的主应变为24.3%,网格应变分析结果可以作为成形件失效分析和模具调试与修整的依据。     

数字图像相关法的板料成形极限研究与应用

为了克服现有板料成形极限测定方法的不足,采用XJTUDIC三维数字散斑应变测量系统,实现了一种基于数字图像相关法的板料成形极限测定新方法。首先,将测量系统架构在杯突试验机上,记录从试验过程初始到破裂的一系列图像,实现应变在线、全场测定。然后,通过对破裂前的最后一张图像进行截线,拟合数据,对颈缩区域插值得到极限应变,从而绘制成形极限曲线图。最后,通过对SPCC36型号碳钢材料板料件成形极限的测量,验证了本文方法的可行性和有效性。     

数字图像相关法的板料成形极限研究与应用

为了克服现有板料成形极限测定方法的不足,采用XJTUDIC三维数字散斑应变测量系统,实现了一种基于数字图像相关法的板料成形极限测定新方法.首先,将测量系统架构在杯突试验机上,记录从试验过程初始到破裂的一系列图像,实现应变在线、全场测定.然后,通过对破裂前的最后一张图像进行截线,拟合数据,对颈缩区域插值得到极限应变,从而绘制成形极限曲线图.最后,通过对SPCC36型号碳钢材料板料件成形极限的测量,验证了本文方法的可行性和有效性.     

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。     

基于应变和应力的1060铝合金板成形极限比较分析(英文)

通过线性和非线性应变路径的板料成形实验,研究1060铝合金的成形极限图(FLD)和成形应力极限图(FLSD)。利用Stoughton方法,基于板料成形实验中测得的应变数据,计算得到了FLSD。结果表明:对于1060铝合金板料,FLD与应变路径是相关的,而FLSD对应变路径却不敏感,所以FLSD可以很方便地作为多道次板料成形的极限准则。通过对比Hill’s48,Hill’s79和Hosford非二次式3种材料屈服准则,分析了它们从FLD到FLSD转换对应力计算的影响,Hosford非二次式屈服准则更适合1060铝合金的FLSD计算。通过与单向拉伸实验数据的比较,材料硬化准则中Voce硬化准则比Swift准则更适合该材料。在MATLAB上开发了由应变到应力的计算以及FLD和FLSD显示的程序,通过输入实验中测得的应变数据可以得出FLD和FLSD。     

基于冲压与数控渐进成形的复合成形

针对冲压工艺难以成形形状复杂板材件、冲压模具难以制造或加工成本高以及单独采用数控渐进成形加工效率低的问题,提出基于冲压工艺与数控渐进成形工艺相结合的复合成形方法,并给出了基于冲压与数控渐进成形的复合成形的数值模拟方法。采用冲压成形、数控渐进成形和复合成形3种成形方式,以有限元分析软件数值模拟分析同一形状板材件,对比分析数值模拟后的板材件的轮廓尺寸精度与厚度分布。结果可知,采用复合成形得到的板材件轮廓尺寸精度与厚度分布能够满足实际应用,所提出的复合成形方法具有可应用性。     

Investigation into a new hybrid forming process: Incremental sheet forming combined with stretch forming

Asymmetric incremental sheet forming (AISF) is a process for the flexible production of sheet metal parts. In AISF, a part is obtained as the sum of localised plastic deformations induced by a simple forming tool that moves under CNC control. Three main problems exist in AISF: material thinning, geometric accuracy and the process duration. These limits restrict the range of applications of AISF. This paper focuses on a new hybrid process, the combination of AISF and stretch forming. First results are presented that show the positive impact of this hybrid process on the process limits.     

数控渐进正/反向复合成形中成形顺序对成形质量的影响

对于数控渐进成形中装夹面上下两侧都具有形体特征的复杂钣金件,仅利用单一的数控渐进反向成形或正向成形无法完成其成形。针对此问题,提出了一种基于正向成形与反向成形相结合的数控渐进复合成形方法,并给出了3种复合成形策略即正向成形与反向成形的3种成形顺序:反向-正向成形、正向-反向成形、正向/反向并行成形。同时利用数值模拟和实际成形实验对比分析了上述3种成形顺序对成形质量的影响。研究结果表明,采用正向-反向成形和正向/反向并行成形的成形效果优于反向-正向成形;在3种复合成形方式中,采用正向-反向成形的成形质量与成形效率最高。     

成形轨迹对数控渐进成形质量的影响

为了研究数控渐进成形过程中不同的成形轨迹对成形质量的影响,在给出下压点集中的等高线轨迹、下压点分散的等高线轨迹、等螺距螺旋线轨迹和不等螺距螺旋线轨迹这4种成形轨迹的生成方法的基础上,采用ANSYS/LS-DYNA软件,对基于这4种成形轨迹的数控渐进成形过程进行数值模拟,并根据数值模拟结果,对比分析了基于这4种成形轨迹的成形厚度、等效应变、单元位置偏移和轮廓尺寸精度。研究结果表明:下压点集中的等高线轨迹对应的数值模拟模型与理论模型在Z方向的平均偏差最小,下压点分散的等高线轨迹对应的数值模拟模型在XOZ截面处单元位置偏移幅度最小,不等螺距螺旋线轨迹对应的数值模拟模型表面质量最好,整体减薄幅度最小。     

A novel sheet metal forming method—Millipede forming

Millipede forming, a novel sheet metal forming method, has been proposed and developed recently to overcome fundamental limitations in conventional roll forming. For this new method, there are two main aspects: use of an optimal transitional surface and implementation of a method to feed the strip through the transition surface. Achieving the optimal transitional surface involves defining the change of surface shape between a flat strip and a final shaped product conceptualised to the strip's mid-surface, regardless of the strip's thickness.In this paper, one method of implementing a transition surface, Millipede forming, is introduced. A prototype has been built to demonstrate the working principle and can be used to produce some simple profiles, within a short forming length of 200 mm.     

Simultaneous stretch forming and deep drawing in axisymmetrical sheet forming

From the product point of view, the onset of a visible neck during sheet metal forming sets the limit to which a blank material can be formed. In any forming process, the blank material is subjected to deformations that are mixtures of typical stretch forming and typical deep drawing, interlaced in an intricated manner with the progression of forming. Through varying forming parameters such as blank size, tool profile and blank-holding force, this paper explores the complex relationship between the mixture and the overall formability of sheet metal.     

管材流体压力成形三维成形极限图

成形极限图是一种评估单向拉伸到双向等拉应力范围内板料成形性能的有效手段。传统板料成形中,法向受到的应力远小于面内应力,所以,传统成形极限图是基于忽略法向应力而简化为平面应力状态的理论计算。该文论述了传统成形极限图以及现有的考虑法向应力影响的二维成形极限图在研究液压成形中流体压力影响时存在的缺陷与不足;同时,在二维成形极限图以及固体现实应力空间的基础上,建立了以法向流体压力p的函数f(p)为第三轴的三维成形极限图。该三维成形极限图不仅可以考虑液压成形中流体压力的影响,而且能够形象直观呈现出成形极限随流体压力的变化速率。     

复合成形技术

简介了复合塑性成形技术,重点介绍几种复合施力成形技术的特点及应用。     

薄板多点成形与模具成形过程数值模拟及成形性比较

基于动力显式有限元方法,针对不同工艺参数对带压边薄板类零件的多点成形和模具成形过程的影响进行了数值模拟与比较分析。由于成形方式的不同,各参数对起皱、破裂等成形缺陷的影响也不尽相同。通过对比分析发现,相同条件下多点成形对破裂的抑制效果优于模具成形;只要参数选取适当,板材在多点成形方式下的成形质量可以达到或超过模具成形方式。这些结果对于认识多点成形方法的塑性变形特点、合理设置多点成形工艺参数具有指导作用。