线圈和模具结构对板材电磁脉冲成形效率的影响

电磁成形是一种高速率成形方法,可大幅度提高材料的成形极限。但是成形过程中仅有一小部分电能被转变成工件的塑性变形能。为了提高材料塑性变形的能量利用率,本文采用实验和模拟手段分析了不同尺寸的凹模和线圈结构对铝合金板材电磁成形后的轮廓、塑性应变和能量利用率的影响规律。对比板材的最终变形轮廓,模拟与实验结果一致。同时发现当放电参数一定,线圈半径接近于凹模半径与圆角半径之和时,板材的塑性变形能最大,达到189.92J,能量利用率达到4.5%。     

板料单点渐进成形中成形角对成形影响的模拟分析

介绍了金属板料单点渐进成形的基本原理;利用有限元软件LS_DYNA分析了板料渐进成形中当工具头压下时,不同成形角条件下,工具头与板料接触区域的应力分布;根据对模拟数据的分析比较,讨论了不同成形角对板料成形时的影响;就提高成形直壁件的高度提出了改进意见,并在试验中得到证实。     

船用薄板柔性渐进成形工艺数值模拟及实验研究

针对船体外板典型的双曲面板材成形提出了局部压载和渐进滚弯两种柔性渐进成形方式。通过有限元数值模拟技术在正交实验下分别探究局部压载成形过程中板料厚度、凸凹模间距、凸模压下量和凸模圆弧半径对板料成形回弹半径的影响,以及渐进滚弯成形过程中滚轮下压深度对板料弯曲半径的影响。以双曲面船板中帆形板为例,基于ABAQUS/ExplicitStandard求解平台及正交实验参数结果,利用局部压载成形和渐进滚弯成形对双曲面板材进行多道次有限元仿真模拟成形。最后通过双曲面板材多道次局部压载成形实验验证了船用钢板柔性渐进成形工艺的可行性及有限元分析结果的可靠性。     

拉深筋对金属板材成形极限的影响

为了提高拉深成形数值模拟中破裂缺陷的预测精度,针对拉深成形工艺中拉深筋对金属板材成形性的影响展开了研究。设计加工了3种不同高度的凸筋镶块和3种不同肩圆角半径的凹筋镶块,将凸筋镶块与凹筋镶块组合出不同截面尺寸的拉深筋,然后并将金属板材拉过拉深筋,然后分析了过筋产生的预应变以及拉深筋的截面几何参数对板材成形极限的影响规律。结果表明,板材流过拉深筋后,板材的成形极限提高,成形极限曲线在应变空间中向上偏移。在任意一组拉深筋镶块的作用下,成形极限曲线的偏移量与过筋产生的预应变近似呈线性关系;在不同尺寸的拉深筋镶块产生相同大小的预应变时,成形极限曲线的偏移量随着拉深筋高度的增大而增大,随着肩圆角半径的增大而减小。     

大型U形板材工件渐进滚弯成形数值模拟

利用ABAQUS有限元分析平台,对大型U形板材工件渐进滚弯成形及其回弹过程进行数值模拟。针对半椭圆形工件形状,提出用半径不同的5段圆弧逼近的几何规划。在此基础上,合理设计滚弯道次,调整ABAQUS参数设置。用模拟优化的工艺参数成形加工半椭圆形板材工件,经origin8拟合配准,其各段曲率半径最大误差小于5%。模拟结果表明,用渐进滚弯方法成形加工半椭圆形工件是可行的。     

高压下固体颗粒介质的压力分布

通过实验,测试分析了固体颗粒介质的压力分布以及压头锥角、压力、装料体积等因素对压力分布的影响规律。成形压力沿半径方向呈不均匀分布,可用线性或二次函数曲线进行近似表示。不均匀分布的压力有利于在成形中控制板料表面压力,使板材在最有利的受力条件下成形,提高板料成形极限和成形性能,实现局部成形,适合于低塑性、难加工材料的成形。     

基于正交试验和BP神经网络的板材多点渐进成形工艺优化

针对金属板材渐进成形过程中易出现壁厚不均的问题,在多点渐进成形工艺的基础上,选定合理的工艺参数,建立有限元模型,设计正交试验方案,利用ANSYS/LS-DYNA对方锥台制件渐进成形过程进行数值模拟,并对正交试验结果进行极差分析、方差分析和BP神经网络优化。结果表明:在板材多点渐进成形中,进给量对目标制件成形区壁厚均匀性影响最大,其次是工具头半径,进给速度影响不明显;BP神经网络模型的预测结果与正交试验结果相比误差小于5%;1060铝合金板材在多点渐进成形过程中,当工具头半径为6 mm、进给量为0.25 mm、进给速度为30 mm·s-1时,可获得壁厚较均匀的目标制件。     

咬入角对板材热轧成形影响的有限元模拟

咬入角是影响坯料能否正常被轧辊咬入并轧制出优质板材的重要因素。采用有限元分析软件MSC.Marc模拟了四辊可逆式轧机进行板材热轧的过程,分析了不同情况下咬入角对轧制力、应变场、应力场分布的影响,并反映了轧制过程中的塑性变形规律。结果表明,模拟结果与实际相符,且在合理的角度范围内,改变压下量时19.87°的咬入角和改变半径时18.1°的咬入角应力应变分布比较均匀,板材成形质量较好。     

基于虚拟试模的汽车翼子板成形回弹控制研究

针对汽车翼子板零件成形回弹大的问题,以板材成形数值模拟技术为基础,进行了虚拟试模分析,探讨了模具结构参数对汽车翼子板成形性能的影响。结果显示,不同位置的模具圆角半径变化对回弹的影响程度不同,且影响程度有限;利用模具型面补偿法修正模具结构能有效控制汽车翼子板成形的回弹问题。最后,进行了实际试模验证,生产的汽车翼子板制件尺寸精度符合设计要求。     

基于厚板的三辊滚弯成形数值模拟及优化

滚弯成形由于结构简单、加工效率高而被广泛用于工业制造领域.首先,介绍了三辊滚弯技术的成形原理,借助几何模型对成形半径和上辊压下量之间的关系进行推导;然后,使用有限元分析软件ABAQUS对三辊滚弯成形的圆形截面工件进行数值模拟,从模拟结果分析了成形过程中的板材应力分布以及成形半径大小.鉴于板材加工过程中无法避免的回弹现象...     

基于数控渐进成形技术的翼子板成形工艺

介绍了板料数控渐进成形原理以及翼子板零件渐进成形过程,分析了工艺参数对成形的影响,提出了提高成形质量的方法。影响翼子板成形的主要参数是成形工具球头半径r和进给量h。成形过程中,工具头的球半径r应尽可能大,但考虑干涉问题,一般取较大值5 mm,有利于成形。工具头进给量h应尽可能小,这样有利于提高表面质量,使变形更加均匀,但过小时成形效率太低,因此进给量一般取较小值0.25 mm最好。     

有模单点渐进成形工艺参数对1060铝合金成形性能的影响

为了研究各工艺参数对有模单点渐进成形直壁筒形件成形性能的影响,采用正交实验法,对层间距、工具头半径、进给速度和成形道次4个工艺参数进行优化设计,对板料变形区厚度进行仿真研究,并通过极差分析,得出各工艺参数对成形后板料最小厚度的影响。研究结果表明:各工艺参数中,成形道次数对板料成形最小厚度影响最大,工具头半径影响最小;对1 mm厚的1060铝合金板进行优化后,最小成形厚度为0.389 mm,比2道次成形后的最小厚度0.242 mm提高了60%。因此,在有模单点渐进成形直壁筒形件过程中,成形时间允许时,可适当增加成形道次,提高成形质量。     

铝合金圆锥形零件粘性介质温成形研究

采用热力耦合有限元数值模拟方法对铝合金圆锥形零件粘性介质温成形过程进行了模拟分析,研究了成形过程粘性介质和板材的温度分布、不同温度条件下成形零件壁厚分布、成形载荷等.结果表明,圆锥形零件的底部圆角区域为成形危险区域.非等温粘性介质温成形过程中,在粘性介质内部形成的非均匀温度场影响了板材的温度分布.当粘性介质温度略低于板材温度时,坯料中心区域温度较低,有利于延迟底部圆角成形时的破裂,提高了零件壁厚的均匀性.分别进行了室温和加热时铝合金圆锥形零件粘性介质压力成形试验,试验结果与数值模拟具有相同的规律.     

Two-step method of forming complex shapes from sheet metal

A two-step method of forming a part and a method of designing a preform shape are being discussed. The part may be formed from lightweight material to an extent that would normally exceed the forming limits of the material if the part were attempted to be formed in one-step conventional stamping die. Critical areas including deep pockets and sharp radius areas of the final part are formed from a preform or intermediate shape part. The first forming step can be conducted by variety of sheet metal forming methods; the preformed blank is further formed in a fluid pressure forming process to a final part shape wherein broad radius areas and pockets of accumulated metal of the preform are formed into deep pockets and sharp corners of the final shape. Electrohydraulic forming technology is employed for the second forming step.     

薄板件多点成形与模具成形时起皱现象的对比分析

起皱是传统冲压成形和多点成形时共有的现象,尤其在无压边成形方式下很容易发生。文章采用有限元数值模拟手段,针对两种多点成形工艺和整体模具成形过程中产生的起皱现象进行了探讨,分析了无压边成形过程中不同的成形工艺对球形件起皱的影响。文章用显式动力学算法进行了数值模拟,结果表明,采用多点模具成形工艺成形1mm厚度的板料时,曲率半径为200mm的成形件起皱明显;但在相同条件下,用多点压机成形工艺的成形件结果良好,甚至成形厚度为0.5mm,曲率半径为150mm的球形件也没有起皱;而在这两种条件下,整体模具成形都有微小的起皱发生。也就是说,多点压机成形方式比多点模具成形方式以及整体模具成形方式效果更好,缺陷少,能够得到更大的变形量。     

基于数控渐进成形技术的方形盒成形工艺

介绍了金属板料数控渐进成形工艺的成形原理、变形分析以及直壁方形盒成形的工艺规划、实验和主要工艺参数的影响。由于成形工具球头的半径远远小于板料的外形尺寸,所以板料每次产生的变形仅仅发生在成形工具球头的周围,成形工具使板料产生变薄拉深变形,导致板料厚度减薄,表面积增大,靠逐次的变形累积产生整体的变形。影响直壁方形盒成形的主要参数是成形半顶角θ和圆角半径R。根据正弦定律,通过数控渐进成形工艺,直壁方形盒不能一次成形,必须通过多次成形。因此,为了加工直壁方形盒,设计了平行线型工具路径方法,并且进行了实验和分析。     

基于数控机床的金属板材无模单点渐进成形研究

针对金属板材无模渐进成形技术存在的设备成本高、支撑不易制作等问题,探讨了利用数控机床实现金属板材无模渐进成形的方法;研究了与此相关的成形夹具设计、支撑制作和成形加工轨迹生成等方法;通过成形加工实验验证了该方法的实用性.     

拉形动态摩擦系数的正交试验分析

用正交设计法对拉形时的摩擦系数进行了测定,方差分析结果表明,平整量越大摩擦系数越小;润滑剂对摩擦系数的影响最大;摩擦系数随凸模行程的增大而增大,且基本为线性关系。凸模圆角半径处的摩擦系数比凹模圆角半径处的摩擦系数普遍大,这是由凸模圆角半径处的板材变形程度大、板材表面粗糙化大所引起。     

直壁矩形盒渐进成形技术

介绍了金属板料数控渐进成形的原理、板料变形过程及直壁矩形盒成形的工艺规划。根据正弦定律,直壁矩形盒采用数控渐进成形工艺不能一次成形。经设计平行线形工具路径方法,并进行试验和分析,得出影响直壁矩形盒成形的主要参数是成形半锥角。     

材料和目标形状对多点拉形成形精度的影响分析

多点拉形是将整体拉形模具离散成多点模具,可以在一套多点拉形模具上实现不同形状零件的拉形,省去了模具的设计、制造等大量的生产成本,实现了蒙皮件的柔性成形。多点拉形主要适于成形小曲率、大变形的蒙皮件,材料和目标曲面形状都是影响多点拉形成形结果的重要因素。通过对3种材料成形不同曲率半径球形件的多点拉形过程进行数值分析,研究材料和成形件目标形状对多点拉形的影响。结果表明,在成形件中心区域的形状误差小于边缘区的形状误差,拉伸方向的形状误差大于垂直拉伸方向的误差,成形件的曲率半径越小,成形件的形状误差越大。