球面形零件冲压成形皱曲和破裂三极限的预报与控制

本文给出球面形零件冲压成形外皱曲极限预报与控制判据及其防外皱曲压边装置的选择判据和内皱曲极限预报与控制判据及其防内皱曲压边装置的选择判据。根据破裂模型和拉深变形力, 导出了破裂极限预报与控制判据。并以０８ Ａｌ板料为算例, 给出了皱曲和破裂三极限的预报与控制图。依据选定的压边力 Ｑ 并可计算拉深变形力。     

圆锥形零件冲压成形皱曲破裂成形极限的变化规律性

由外皱曲模型给出外不皱曲判据，依据它可计算出防外皱曲最小压边力的大小，作为防外皱曲的极限判据。由内皱曲模型给出内不皱曲判据，依据它可计算出防内皱曲最小压边力的大小。作为防内皱曲的极限判据。由破裂模型给出不破裂判据，依据它可计算出最大压边力的大小，作为防破裂的极限判据。结合上述外不皱曲判据、内不皱曲判据和不破裂判据，给出圆锥形零件冲压成形的成形判据和圆锥形零件冲压成形皱曲破裂成形极限的变化规律性。它们是材料参数M(n，r，σb，K，E)、设计参数D(D0，δ0，m，Kd，rd)和过程参数P(fb，fd，fα，η)的函数。     

平面压边拉深中消除内皱的可靠性计算与实验研究

平面压边下增加压边力可以消除内皱,但会发生拉裂现象。根据平面压边下拉深的变形特点,对增加压边力消除内皱进行了可靠性分析计算,获得了不发生拉裂的临界起皱条件,并对增大压边力消除内皱进行了实验研究。结果表明,用正常消除外皱的压边力消除内皱作用微小,而增加压边力确实可以消除内皱。     

平面压边拉深工艺参数对内皱影响及试验研究

曲面零件拉深时悬空区易发生内皱,增加压边力可防止内皱的产生,而临界压边力的大小则受到各工艺参数的影响.根据平面压边拉深的变形特点,进行了内皱临界计算,获得锥形件和球形件曲面零件不起内皱的临界条件.以锥形件为例,通过试验方法研究了材料性质、相对厚度、拉深系数及凸凹模半径比等主要参数对内皱发生时刻的影响.研究结果表明,当材料硬化指数、凸凹模半径比和相对厚度减小时,内皱发生时刻提前,而当减小拉深系数时,可延缓起皱的发生.因此,合理的选择工艺参数将有效地防止曲面零件拉深时内皱的发生.     

半圆筋拉深锥形零件中临界压边力的计算

根据半圆筋的结构特点,分析拉深锥形零件中板料的受力,分别对保证板料一直压靠拉深筋所需的最小压边哌力,以及防止内皱发生的最大压边力进行了临界计算,获得半圆筋拉深锥形零件中最大和最小压边力的取值范围.拉深锥形件过程中,在此范围内选择压边力可保证压边圈不上浮,板料不起外皱且没有拉裂发生.     

球面形零件冲压成形邹皮曲和破裂三级限的预报与控制

本文给出球面形零件冲压成形外皱曲极预报与控制判据及其防外皱曲压力装置的选择判据和内皱曲极限预报与控制判据及春防内皱曲压边装置的选择判据。     

带筋拉深曲面零件压边力的临界计算

分析了带筋拉深曲面零件时板料的受力状况,对确保板料外缘一直压靠拉深筋所需的最小压边力以及防止内皱发生的最大压边力进行了临界计算,获得了曲面零件带筋拉深最大和最小压边力的取值范围。     

无凸缘球底筒形件成形工艺优化设计

在对无凸缘球底筒形件成形分析的基础上,建立球底区域的应力模型,并获得平衡微分方程。对球底区进行应力分析,确定压边力、凹模圆角半径、摩擦系数等影响球底圆筒形零件成形极限的重要因素。根据成形方案,首先进行数值模拟成形,并对模拟结果进行综合分析,确定压边力、凹模圆角半径、摩擦系数等参数对球底圆筒形零件变薄率和凸耳值的影响;然后通过实验验证,实现无凸缘球底筒形件成形时无切边工序的工艺优化。研究结果表明,凹模圆角半径越小,对控制球底部位内皱的效果越好,降低摩擦系数能够有效降低成形中的凸耳尺寸。     

球形件拉深成形内皱曲研究

利用ANSYS／LS－DYNA3D软件,建立了包括凸凹模、压边圈及板料在内的整体分析模型。对球形件的成形过程进行了数值模拟计算,得到了板料内外层纬向应力场及其变化过程,并给出了判定内皱曲的依据因素。对于揭示板料内皱曲的机理有重要意义。     

圆筒形件充液拉深皱曲和破裂极限的研究

从充液拉深时零件变形的应力应变状态出发,根据普通拉深成形起皱和破裂的控制和预测,导出了圆筒形件充液拉深防皱曲和防破裂压边力的极限判据,作为其皱曲与破裂极限的预报及控制.同时还给出了圆筒形件充液拉深成形安全区域图,由此可以确定圆筒形件充液拉深成形的极限拉深系数和最小拉深系数,适用于无凸缘圆筒形件拉深、带凸缘圆筒形件拉深和刚性凸模的胀形.另外分析了在4组压边力的条件下液压力对零件成形的影响,为工艺参数确定、模具设计和设备选择提供依据.     

薄板多点成形中的拉裂现象研究

拉裂现象在薄板成形过程中很容易发生。文章采用有限元数值模拟手段,研究了薄板多点成形过程中的拉裂现象,分析了有压边多点成形时鞍形件的拉裂情况,提出了能够避免拉裂的柔性压边成形方式,分析了刚性压边与柔性压边成形时的成形极限与成形效果等,证明了柔性压边成形能够很好地解决板料起皱与拉裂的矛盾关系。当采用刚性压边多点成形时,加大压边力板料可能拉裂,减小压边力板料可能起皱;而采用柔性压边多点成形方式可以有效避免起皱和拉裂的发生,并且大大提高变形量,得到更好的成形结果。     

薄板冲压成形中的压边力控制模拟与应用

本文在详细分析了国内外对压边力研究的现状后，提出了压边力研究的两个主要方面：压边力曲线的预测和压边力的优化控制。并首次提出了根据所获得的压边力曲线采川模糊控制理论对板料的起皱进行跟踪。     

基于状态空间法的板料成形过程闭环控制系统的建模及仿真

冲压过程中,因材料的性能参数、润滑条件的波动和模具参数的改变,导致冲压件质量的不稳定,因此必须提高冲压件质量的控制鲁棒性。压边力是板料冲压过程的重要工艺参数之一,合理控制压边力的大小,可以避免起皱或破裂等缺陷。文章提出了一种基于结合RBF神经网络和经典状态空间理论的板料成形过程控制策略,并建立了其控制模型。引入时序分析法,将压边力的调整与反映工件成形质量的法兰边的吸入量误差联系起来,同时应用非线性最小二乘法识别出增益系数。仿真结果表明,在加入一噪声后,仍能获得满意的冲压件质量,模型具有较高的控制鲁棒性。     

A theoretical,numerical, and experimental investigation of plastic wrinkling of circular two-layer sheet metal in the deep drawing

In this paper, the wrinkling of two-layer (aluminum-stainless steel) sheets in the deep drawing process, is investigated through an analytical method, numerical simulations, and experiments. In a deep drawing process, wrinkling can always be eliminated with an increase in the blank holder force (BHF). Thus, the aim of this study is to obtain the minimum required BHF to prevent wrinkling. In the analytical model, energy method is used to predict the wrinkling. Also, FE simulations were performed to study the effect of forming parameters on wrinkling. Experiments have been conducted to verify the analytical model and FE simulations. The effects of parameters such as the material properties of aluminum layer and lay-up on BHF and forming force are investigated. Results demonstrate that the optimum BHF is dependent on the blank geometry, material properties and lay-up. It is shown that BHF is greater when aluminum is in contact with the punch. Results show a good agreement between analytical, FE, and experimental results.     

板料拉深成形过程中的变压边力技术

压边力是板料成形过程中的重要参数之一。在概述压边力在生产中的主要用途和意义的基础上，从压边力的加载模式、理论模型、实验研究变压边力技术与拉延筋、人工智能技术的交叉应用等方面，比较全面的综述了压边力技术的研究现状及存在问题，并探讨压边力技术的研究方向。     

圆锥形件变压边力拉深工艺的研究

进行了板料的恒压边力和变压边力拉深实验,分析了变压边力拉深工艺对板料拉深性能的影响,得到了不同压边力模式下圆锥形件壁厚的变化规律。结果表明,变压边力拉深工艺能够极大提高板料的极限拉深高度。     

应用神经网络优化压边力

以汽车行李箱盖冲压成形过程为例,提出一种利用人工神经网络技术对压边力控制曲线进行优化的方法,将压边力优化理论与数值仿真技术相结合,建立了压边力优化RBF神经网络模型。仿真结果证明,采用优化后的变压边力控制曲线能有效改善板料的成形性能和成形质量。     

A Comparative Study on Formability of the Third-Generation Automotive Medium-Mn Steel and 22MnB5 Steel

Third-generation advanced automotive medium-Mn steel, which can replace 22MnB5 steel, was newly developed to improve the lightweight and crashworthiness of automobile. Studies on the formability and simulation method of medium-Mn steel have just been initiated. In this study, finite element simulation models of square-cup deep drawing were established based on various material property experiments and validated by experiments. The effects of blank holder force (BHF), fillet radii of tools (die and punch) on the maximum drawing depth (MDD), thickness distribution of the formed products, and the microstructure before and after forming were investigated and compared with those on 22MnB5 steel. Results show that the MDD of the two steels decreased with increased BHF but increased with the fillet radius of punch; however, the fillet radius of die showed no significant effect on the MDD for both steels. Compared with hot-formed 22MnB5 steel, the martensitic transformation of the hot-formed medium-Mn steel is rarely influenced by the process parameters; thus, it holds the complete, fine-grained, and uniform martensitic microstructure. Moreover, the medium-Mn has better formability, lower initial blank temperature, and smaller impact of BHF and fillet radius of tools on the hot-formed product. Thus, a theoretical basis for the replacement of 22MnB5 steel by medium-Mn steel in hot forming process is provided.