下凹曲面压料面方盒件拉深成形的有限元模拟

利用板成形专用软件eta/DYNAFORM对下凹曲面压料面下方盒件的拉深成形过程进行了数值模拟,分析了下凹曲面压料面下影响方盒件拉深失效的主要因素,获得了压料面形状参数对拉深成形的影响规律。     

局部凸柱面压料面对方盒形件成形的影响

压料面是工艺补充的一个重要组成部分,对汽车覆盖件的拉深成形起着重要作用.通过数值模拟的方法研究了局部凸柱面压料面形式对方盒形件拉深成形的影响,获得了局部凸柱面压料面形式对毛坯变形区应变分布影响的规律.结果表明:压料面形状在很大程度上决定了毛坯变形区的应力状态,通过控制压料面形状可以控制材料的变形流动,上凸压料面可以改善局部板平面内的压应力状态,减小起皱,提高成形性.     

球面压料面对方盒形件成形的影响

大型覆盖件成形的主要问题是毛坯悬空部分的起皱与破裂，对该部分毛坯的正确而有效的控制主要通过压料面来实现。因此压料面是覆盖件成形中的工艺要素。本文实验研究了压料面形式对方盒形件拉深变形的影响，得到平面、凸球面、凹球面形状压料面对成形力、成形极限、应变分布的影响规律。     

基于压边力控制方盒形件拉深成形的数值模拟

板料拉深成形的起皱和破裂是拉深成形工件常出现的主要成形缺陷。通过压边圈对板料施加一定的压边力是控制板料塑性流动的有效方法。利用有限元数值模拟方法,在整体压边圈方式、不同的恒定压边力及变压边力加载模式下模拟方盒形件拉深成形材料流动情况。从模拟结果看出:在变压边力加载下,方盒形件拉深成形结果比恒定压边力下的理想。通过压边圈对板料施加变压边力是控制板料塑性流动的一种有效方法,可以抑制板料起皱和延缓破裂以及提高拉深件成形性能。     

钛合金高方盒形件拉深新方法

为了解决现行高方盒形件成形效率低、生产成本高等问题,提出一种新的成形工艺——锥形与方形组合凹模成形工艺。运用Qform2D/3D、V7分别在传统的辐射状和新工艺的锥形与方形组合凹模中模拟板材高方盒形件拉深成形过程,并据M-K失稳准则和Hill48判据损伤评价研究力的规范、应力-应变状态。分析结果表明：对于高方盒形件拉深成形,采用传统辐射状凹模拉深平均应力较锥形-方形组合凹模中拉深平均应力大10%,此时,在组合凹模中最大变形程度位置平均应变较传统辐射状凹模小16%,新成形工艺提高了变形均匀性。同时,板材在组合凹模中采用压边圈条件下,仅要一段锥形与一段方形的组合凹模,经一个工步成形高方盒形件;在不使用压边圈条件下,可用两段锥形与一段方形的组合凹模,经一个工步成形高方盒形件。这一研究成果为类似零件在拉深过程中免除中间退火工序、实现自动化生产线创造了条件。     

曲面形件拉延变形过程数值模拟

运用有限元模拟软件MSC.Marc对不锈钢带凸缘半球面形件和抛物面形件进行了数值模拟研究.首先采用拉延成形方式对半球面形件和曲面形件进行数值模拟,模拟了它们在不同工艺参数下的成形过程.从模拟结果中分析应力、应变和材料厚度的分布与变化,分析了凹模圆角半径、凸模形状对拉延成形过程的影响,得出在拉延成形方式下,凹模圆角半径R=10 mm时成形性与成形质量最佳;为了比较不同成形工艺对曲面形件成形的影响,对半球面形件进行了胀形成形模拟,采用相同的分析方法得出,胀形时的变形程度较大,胀形后的材料厚度较薄,坯料没有增厚现象.     

AZ31B镁合金方盒形件拉深成形工艺参数研究

针对AZ31B镁合金方盒形件进行拉深成形工艺试验,分析了单个工艺参数的变化对盒形件拉深成形过程的影响,在其他因素不变的条件下,凹模温度在150~300℃范围内,成形深度随温度升高而增大,在300℃时成形深度达到最大值;凸模温度保持在120℃左右,差温拉深效果较为明显;压边间隙调整到1.3t(t为板材厚度)时,拉深深度最大;拉深速度在30 mm·min-1时成形深度最大。确定了影响拉深成形深度的各工艺参数的先后顺序为:压边间隙、凸模温度、凹模温度和拉深速度。运用正交试验方法进行各工艺参数优化组合,结果表明,采用最优工艺参数组合可以提高AZ31B镁合金方盒形件拉深成形的成形深度。     

AZ31B镁合金方盒形件的差温拉深成形

以AZ31B镁合金方盒形件差温拉深成形过程为研究对象,进行了单向拉伸试验,确定了本构方程中的有关参数;依据差温拉深成形的特点,对影响AZ31B镁合金方盒形件拉深成形效果的重要指标进行了数值模拟,确定了最佳的凸模和凹模温度组合为50℃和250℃,并通过试验进行了验证;对较优温度组合条件下所得的试件进行了相关区域的金相组织分析,结果表明,塑性变形后的AZ31B镁合金方盒形件的组织性能明显优于原始板料,差温导致的孪晶可有效提高成形深度。     

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。     

覆盖件拉深模压料面设计研究

以汽车覆盖件拉深工序为研究对象,利用有限元数值模拟方法,探讨了不同类型覆盖件拉深成形压料面的设计方法.结果表明：浅拉深覆盖件宜采用平压料面,能够降低拉深成形难度;深拉深覆盖件宜采用随形起伏压料面,可以保证各部分塑性变形均匀;质量要求不高的骨架类覆盖件,可将作为零件本身的翻边作为压料面的一部分.     

坯料外形对镁合金矩形盒拉深成形的影响

用商业有限元软件模拟了在同一套模具和成形条件下不同毛坯外形的镁合金矩形盒拉深成形过程, 依据数值模拟结果,分析了不同坯料外形对镁合金矩形盒拉深成形的影响。结果表明:使用矩形圆角坯料比其他坯料的成形性能好。     

坯料外形对镁合金矩形盒拉深成形的影响

用商业有限元软件模拟了在同一套模具和成形条件下不同毛坯外形的镁合金矩形盒拉深成形过程．依据数值模拟结果，分析了不同坯料外形对镁合金矩形盒拉深成形的影响。结果表明：使用矩形圆角坯料比其他坯料的成形性能好。     

板料成形有限元模拟网格重划及其应用

分析和论述了板料成形有限元模拟中网格重划技术,研究并建立了板料成形有限元网格重划算法,实现了状态参量在新旧网格中的传递,结合DYNAFORM有限元分析软件,对NUMISHEET’93设定的方盒标准考题进行了模拟,结果证实了该技术的可行性。     

板料冲压成形一步正向有限元分析

提出基于理想成形理论的板料冲压成形一步正向有限元分析方法。给出迭代初始解获取、线性化处理、收敛条件判定等具体算法,以及所使用的材料应力应变关系和屈服准则。运用该方法进行带凸缘盒形件和无凸缘筒形件的冲压成形模拟,将减薄率与增量有限元方法计算结果进行比较,并就无凸缘筒形件进行实验验证。结果表明,该方法计算结果可靠,使用简便,计算效率高。     

卡环式液压缸结构分析

对 10MN闭模挤压液压机卡环式液压缸进行有限元应力分析 ,根据分析结果 ,给出了液压缸缸底结构参数的选取依据 ,并在此基础上提出了一种斜面卡环凹槽新结构 ,有效解决了大型卡环式液压缸卡环凹槽的应力集中问题     

面畸变控制措施的实验研究

面畸变是汽车外覆盖件成形中的重要缺陷 ,通过工艺措施来减小和控制面畸变 ,是解决面畸变问题最有效的途径。由于汽车覆盖件本身的复杂性 ,不便于直接用来研究面畸变问题 ,本文以矩形柱面扁壳为模型 ,提出了其拉深件面畸变的测量方法和评价指标 ,得到了压边力、拉深筋、局部加压、改变压料面形状等工艺措施对面畸变的影响规律 ,从而为面畸变的抑制提供了基本依据。     

金属成形过程中热力耦合分析技术的研究

金属成形过程中，温度对金属的变形行为具有很大影响，尤其是高温成形过程。基于有限元的热力耦合分析是研究金属变形的有效方法，本文对热力耦合分析技术进行了系统的研究，推导了有限元公式，提出了耦合分析的计算模式。开发了通用的分析二维金属成形过程的有限元分析软件Ｓ—ＦＯＲＧＥ。通过对圆柱体镦粗实验的模拟，说明了该方法和软件的正确性。     

薄板冲压大变形起皱的局部无网格法数值模拟

以有限元理论及方法为基础的CAE技术在冲压工艺分析中发挥了巨大作用,解决了许多以前靠解析方法和实验无法深入研究的问题。但是由于单元网格带来的一些缺陷,在模拟形状、边界条件复杂的板料冲压过程时遇到了困难。文章针对有限元方法在板料冲压大变形起皱情况下数值模拟的不足,研究局部无网格法计算,即在发生起皱大变形区域采用无网格伽辽金方法,其他区域仍用有限元方法,有效地平衡了计算精度与计算效率的矛盾。通过算例分析效果很好,对于提高冲压CAE软件的实际应用能力有重要意义。