板料成形极限预测新判据

从控制塑性变形能的角度出发,基于总塑性功的积分形式,建立板料的成形极限预测判据.这种板料成形极限预测判据考虑应变路径变化、材料的硬化指数、各向异性系数及材料的初始厚度等对成形极限的影响.判据中的参数可由常用的单向拉伸极限应变试验确定.由此通过数值模拟可以预测板料在各种不同应变路径下的成形极限,适用于成形极限图的拉-压和拉-拉应变区,从而建立完整的成形极限曲线,可大大减少试验工作量.试验验证表明,这种成形极限预测判据对于钢板和铝合金板的成形极限可做出较为准确的预测.实现了只进行单拉试验即可预测板料在不同应变路径下的成形极限.     

电沉积镍涂层的冲压成形极限右边分析与预测

基于材料实际应力应变曲线,运用多项式拟合法计算了涂层薄板的成形极限。对冲压过程中涂层薄板的等效应力和等效应变进行了推导,通过求解Swift分散颈缩失稳条件的非线性方程得到了冲压成形极限的第一主应变,获得了涂层薄板的成形极限右边曲线。计算发现,涂层厚度、基体厚向异性指数对涂层薄板的成形极限有显著影响,镍涂层的成形性能低于钢基体的成形性能,并且基于实际应力应变曲线的涂层薄板的成形极限低于传统方法计算的成形极限。     

背压对AA5083铝合金超塑成型的影响

采用有限元软件Marc模拟超塑成型过程,预测成型零件的壁厚和成型结果,并获得优化的压力-时间加载曲线;再分别以0和3.5 MPa的背压对AA5083铝合金进行锥形件的超塑成型和背压成型试验。结果表明:随着应变的增大,壁厚变得不均匀,合金板料变薄最严重的部位在成型件锥顶处,成型试验后零件壁厚与预测结果吻合较好;应变越大,合金成型件中空洞体积分数越大;增加背压可以有效抑制空洞的形成,显著提高材料的成型极限。     

基于有限元仿真的左半边成形极限图建立方法

有限元仿真中,凸模与板料接触力出现峰值的时刻,板料上变薄量最大单元的邻近单元应变即是材料的缩颈极限应变,通过改变试件形状及尺寸就可以得到在不同应变状态下的缩颈极限应变。把这些极限应变点在二维应变空间里连成曲线,即为用有限元仿真方法得到的材料成形极限图(forruing limits diagram,简称为FLD)。用该方法得到的FLD与按照GB／T 15825．8—1995金属薄板成形性能与试验方法：成形极限图(FLD)试验利用半球形凸模拉伸试件测得的材料FLD符合程度良好。     

直缝激光焊管液压成形极限图试验研究

在管件液压成形中,准确地评价管材缩颈或破裂现象是工程上备受关注的问题。成形极限图作为评价成形性能的一种有效手段,得到广泛应用。基于椭圆胀形试验方法,通过改变椭圆比大小实现拉-拉应变区管材极限应变的测量。联合已有的自由胀形试验和椭圆胀形试验,实现管材液压成形极限试验评价。采用镶嵌式模具结构设计,建立一种柔性化的管材液压成形极限试验装置,完成多种规格激光焊管的液压成形极限试验。激光焊管成形极限试验结果表明,所建立的成形极限试验方法是可行的;同种牌号的激光焊管,厚度和直径不仅影响着平面应变点的成形极限,而且也影响着成形极限曲线的形状;由于受起皱失稳的影响,直径厚度比越小的管材,拉-压应变区的极限应变比值也越小。     

带背压的高硅铝合金等径角挤压数值模拟

采用DEFORM-3D分析软件对高硅铝合金进行了带背压的等径角挤压过程单道次三维有限元模拟,分析了坯料的变形、变形载荷以及等效应变。模拟分析结果表明,带背压时坯料头部无翘曲行为,变形载荷一开始就急剧增加,随着背压的增加,成形载荷近线性增加;坯料的等效应变也随着增加。并总结出,适当增加背压可以有效提高材料的力学性能。     

数值模拟中应用最小厚度准则预测板料成形极限

在数值模拟中应用最小厚度作为成形极限判据,研究最小厚度值与应变路径的关系。如果对从单向拉伸到双向等拉之间的各种近似线性应变路径均应用相同最小厚度值作为判据,那么得到的极限应变点呈近似线性分布。对实验数据点与计算点的相对位置关系进行分析,发现两者之间的比值存在着近似指数函数的关系。对拉-压区和拉-拉区分别采用两段指数函数对最小厚度值进行修正,使其成为与应变路径相关的变量。采用修正后的最小厚度准则作为数值模拟中极限应变的判据,对ST14钢等三种材料成形极限的预测取得了较好的结果。     

涡旋盘背压成形工艺研究

针对汽车空调涡旋盘高厚比大、壁厚小且不均的结构特点,以DEFORM软件分析为手段,采用背压成形工艺对涡旋盘成形进行研究。对背压成形原理、变形区金属流动和受力情况进行理论分析,并通过高温压缩试验获得涡旋盘材料4032铝合金的真应力应变曲线。在涡旋上设置10个测量点,对比分析背压力和背压距离对涡旋盘成形质量的影响规律。以坯料温度、模具温度、背压力和背压距离为自变量,进行四因素四水平正交试验,获得最大成形载荷、端部高度差和平整度数据。结合灰色系统理论对涡旋盘背压成形工艺参数进行优化,在自主设计的成形机上进行试验,所得结果与模拟结果一致,符合涡旋盘尺寸要求,验证了该成形方案和灰色系统理论优化的可行性。     

基于实际应力-应变曲线的电沉积镍涂层的冲压成形极限

基于Hill集中失稳理论推导出了冲压成形过程中涂层与基体的应力-应变方程,通过求解非线性方程计算出各主应变。依据实验数据采用多项式拟合法拟合了材料的应力-应变曲线,对电沉积镍涂层的冲压成形极限的左边进行了计算,并和应变硬化曲线求得的成形极限进行了比较。计算结果表明,用多项式拟合法求得的电沉积镍涂层的成形极限安全区域比用应变硬化曲线求得的安全区域要高,基体厚向异性、涂层厚度和基体厚度对板料成形极限左边影响不大。     

非回转对称拉深成形中压料面上摩擦的研究

在大量拉深试验的基础上,结合法兰、矩形盒底部产生的应力应变状态以及载荷的变化情况,分析了相对凸模半径较大的薄板非回转对称成形过程中,压料力对拉深载荷以致断裂载荷所产生的复杂影响。指出法兰曲边部的滑动摩擦因数对于成形过程中的压料力相当敏感,并且对法兰部和断裂危险部材料的应力应变状态产生直接影响。特别是在面压较高的成形后期,由于法兰部润滑效果恶化,导致拉深载荷增大、成形极限降低。