考虑接触演变的板材回弹过程建模与优化

回弹是由工件在卸载后的弹性变形引起的。板料成形过程中为了控制成形件的最终形状,必须进行回弹设计优化。准确预测回弹对于板料成形过程的模具设计非常重要。降低回弹模拟结果与试验结果的偏差是设计过程中的难题。基于NUMISHEET’02的自由弯曲标准考题考虑板材与模具间的接触演变过程,建立了一个有限元模型来预测回弹。采用一个常规的优化方法对有限元分析中的材料和单元模型进行了分析,研究发现不同模型对回弹结果有较大影响。模拟结果与参考文献中的试验结果比较表明了模型的正确性和可行性。     

板料回弹控制的工艺模面优化设计

以车顶盖为研究对象,设计了若干实验方案,建立了针对板料回弹控制的工艺模面响应面模型;以回弹量为目标函数,以板料的最大增厚率和最大减薄率为约束条件,建立了优化的数学模型,通过序列二次规划方法对响应面模型进行了求解,得到优化后的模具工艺面参数.结果表明,工艺面优化后的模具成形产品在保证产品不产生重大成形缺陷的同时,塑性变形充分,而回弹量减少.     

高精度错列翅片复合成形工艺及模具技术

针对传统板翅式换热器翅片成形工艺及模具技术不能生产中高压换热器错列翅片,本文提出一种高精度错列翅片复合成形工艺及模具技术.采用该工艺和模具技术生产的错列翅片可满足中高压换热器对翅高、节距、翅侧垂直度等参数的技术要求,并已在国内外主要空分企业得到应用.     

基于回弹补偿的TC4钛合金薄板多工步压制成形参数优化设计

针对TC4钛合金薄板多工步压制成形参数设计优化问题,为使板料能够高效精确地压制成形,分析了TC4钛合金薄板压制成形工艺的成形过程和板料回弹的形成机理,建立了压制过程数学模型和板料回弹数学模型。为获得满足回弹控制准则、减薄控制准则和厚度偏差控制准则的TC4钛合金薄板多工步压制成形优化成形参数,构建了板料回弹控制准则、减薄控制准则、厚度偏差控制准则,提出了基于回弹补偿的TC4钛合金薄板多工步压制成形参数设计方法,建立了基于回弹补偿的TC4钛合金薄板多工步压制成形参数优化流程,以某型号大管径特种圆管的多工步压制成形为例,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于几何补偿的高强板汽车覆盖件回弹优化控制

利用板料成形CAE软件DynaForm对高强板汽车覆盖件地板中通道进行回弹仿真分析,结合模具几何补偿,通过对成形工艺参数的正交优化,找到了最优参数组合及各因素对回弹的影响程度,有效地控制了零件在多工序冲压成形过程中产生的回弹.     

基于近似模型的板料成形稳健优化方法研究

为了控制板料成形的回弹量,同时提高板料成形优化效率,提出一种基于Kriging替代模型的板料成形稳健优化方法。首先通过灵敏度分析挑选出对板料成形质量影响较大的参数作为设计参数;然后利用BoxBehnken设计获取局部较少且分布合理的试验样本点,通过Kriging插值理论完成对设计变量与设计响应之间全局映射关系的拟合;最后结合Kriging近似模型对板料成形回弹进行稳健优化。以包容式节点为例,对本文方法进行应用,并与常规优化方法比较,验证所提方法的可行性。     

基于渐变凹模圆角半径的高强钢扭曲回弹补偿

为减少高强钢冲压成形扭曲回弹,提出一种基于渐变凹模圆角半径的模具补偿方法。以高强钢TRIP780双C件为研究对象,采用板料冲压成形仿真软件DYNAFORM对该双C件的冲压、扭曲回弹过程进行数值模拟。提出一种评价双C件扭曲回弹程度的指标,并进行双C件扭曲回弹试验,通过三坐标测量仪测量扭曲回弹角,对有限元模型进行了验证。以冲压成形后的扭曲回弹为优化目标,结合相关的工艺参数,利用BP神经网络,基于正交试验,建立凹模圆角半径渐变量、工艺参数与扭曲回弹角之间的网络模型。最后采用遗传算法对该模型迭代寻优获得最优凹模圆角半径渐变量和工艺参数。通过对比优化前后的扭曲回弹角,证明了优化流程有效地减少了双C件扭曲回弹。该方法为扭曲回弹的控制提供了一种新的思路。     

汽车覆盖件拉延模具虚拟调试的研究

以汽车覆盖件拉延模具为研究对象,根据板料成形及回弹的数值算法,进行了基于Autoform软件的覆盖件拉延模具设计、成形性分析及回弹计算,并实现了对模具的参数化虚拟调试,使得模具在制造前就消除了成形缺陷,极大地提高了模具的整体制造水平。     

基于Dynaform的汽车覆盖件拉延模具设计

以板料成形非线性有限元分析软件Dynaform为平台,介绍汽车覆盖件拉延模具型面设计过程,对某种汽车引擎盖冲压成形过程进行数值模拟,根据模拟结果进行成形性分析,为优化工艺参数和模具结构提供强有力的工具.     

基于Dynafarm多角弯曲成型模拟及模具设计

板料成型数值模拟技术在工艺方案预测、毛坯尺寸估算和优化模具设计等方面具有重要的作用。板料成型模拟软件 Dynaform 具有强大的板料成型分析功能及前、后处理功能,主要用于板料成型工艺中模具的设计与开发。本文以汽车多角弯曲件为研究对象,根据板料成型特点,采用 Dynaform 软件,对零件冲压过程进行了成型模拟和回弹分析,确定了最佳工艺参数,优化了模具结构,完成了模具设计,改变了传统的依靠经验或反复试验和试模的模式,缩短了开发周期,提高了设计可靠性,降低了模具成本。     

Development of friction model for offset strip fin with separated viscous and inertial resistances

To predict the flow resistance of a compact heat exchanger with an offset strip fin, a large number of correlations have been developed and these correlations have been well used in the engineering field. Recently, three-dimensional computational analysis has been frequently used for the design and verification of heat exchangers. To improve the accuracy of three-dimensional numerical analysis and reduce the resources used for the analysis, the fins of compact heat exchangers are assumed to be a porous medium generally. To predict the flow resistance of an offset strip fin assumed to be a porous medium, the resistance must be separated into viscous and inertial resistances. However, the correlations developed so far for the offset strip fin have not been able to distinguish between these resistance types. In this paper, we propose a new friction model that can represent the flow resistance of an offset strip fin as the sum of the viscous and inertial resistances. The new friction correlation model has a maximum error of 10 % compared to existing correlation models. In addition, using the new friction model, the permeability and the Ergun constant for offset strip fins are defined as functions of offset strip fin parameters. Therefore, when predicting the flow resistance of a compact heat exchanger with an offset strip fin using three-dimensional numerical analysis, viscous and inertial resistances can be defined without additional calculations or tests for a porous medium approach.

     

ANSYS在小孔冲模间隙优化中的应用

运用软件ANSYS的弹塑性有限元理论,重点研究了冲压模间隙对板材成形性能的影响,观察分析应力、应变分布和变形网格情况并与实践对比,模拟分析结果与生产实践基本吻合.板材成形有限元法为快速有效地确定冲压模间隙,优化模具设计,降低模具设计成本和缩短模具设计周期提供了一种可实施的手段.     

基于6σ的稳健优化设计在薄板冲压成形中的应用

薄板冲压成形过程中,其设计变量和噪声因素都具有一定的波动,都存在不确定性。传统的优化设计由于忽略不确定因素的影响,当设计变量产生波动时,往往会导致设计最优目标超出约束界限或者目标函数对设计变量的波动极为敏感,从而使设计失效。采用自主开发的STLMesher软件建立了模具的参数化模型,在此基础上将试验设计、能代表实际冲压过程精度较高的近似模型和蒙特卡罗模拟技术相结合,构造了基于产品质量工程的6σ稳健优化设计方法。该方法在设计初始阶段就考虑了各种不确定因素的影响,因此在获得近似最优解的同时能够提高设计变量的可靠性和目标函数的稳健性,大幅提高产品的质量。在优化过程中调用的是近似模型,能大大减少调用有限元模型的次数,提高优化效率。算例表明,该方法具有较高的精度和较强的工程实用性。     

覆盖件冲压仿真参数化建模方法

针对在覆盖件冲压成形领域对快速、自动化的有限元网格建模方法的迫切需求,提出一种快速的汽车覆盖件冲压仿真建模的思路与方法.将覆盖件冲压工艺设计与冲压成形仿真前处理集成,使用散乱三角面片模型,在自主开发的CAE前处理软件中,进行参数化的工艺补充面和压料面设计.模型的网格剖分与冲压工艺设计同时进行,自动生成整套模具的网格模型供冲压仿真计算.为了真实地模拟板料网格的流动,提出了参数化的真实拉深筋的模型建模方法和板料网格的预细分方法.完成了相关软件的开发.多个汽车覆盖件冲压工艺设计和冲压仿真计算实例说明了该方法的有效性.     

模具留余孔和不留余孔冷挤压成形的比较

挤压工艺不同,零件的内部应力应变也会不同。所以在设计冷挤压时,减少成形压力,提高模具寿命是我们设计时应考虑的重要因素。这里我们将讨论模具留余孔和不留余孔设计时,比较冷挤压零件的不同应力应变及其他一些参数,以便选择最佳冷挤压设计方法。     

基于激光冲击波的板料塑性成形新技术

提出利用激光冲击波技术实现板料的柔性塑性成形，分析了其成形机理、工艺过程和技术特点。利用脉冲能量为10－30J，脉宽为20ns的激光束，对SUS304薄钢板和40Cr进行了激光冲激波胀形实验，初步的实验结果表明，激光冲击波板料成形是一种冷塑性成形技术，具有超快速、高应变率等优点和较大的成形柔性。能适用于常规模具无法成形的结构钢和复合材料的成形，拓展了冷冲压成形的零件范围。     

大型薄板冲压模具毛坯快速制造新技术研究

以大型薄板冲压模具毛坯的快速制造为研究背景,介绍了一套原理简单可靠的基于离散型面模的毛坯曲面构件快速成形技术与装置。讨论了任意复杂模具型面的毛坯模块化原则与方法,并在此基础上探讨了给定毛坯模块成形过程的设计问题,提出了相关理论与方法。这些理论方法和技术已应用到汽车新产品模具的开发中,可将开发时间缩短达50％,具有产生重大社会效益和经济效益的潜力。     

Local deformation in roll forming

In a previous paper, a simple model was developed to extend the application of the traditional flower pattern diagram as a design tool for roll forming. The position of a point on the strip as it passes through each set of rolls can be identified as a series of points in the two-dimensional flower pattern diagram. In three dimensions, these points will lie on a non-circular cylindrical surface having its axis parallel to the machine axis. Assuming that these points are joined by a smooth curve, the forming path of a point on the strip as it passes through the roll forming process can be obtained as a plane curve on the plane development of this surface. It was shown in previous work that the longitudinal membrane strain and, in certain cases, local curvature of the sheet are functions of the slope of this plane curve. In this work, the strains on both surfaces at the edge of a strip in the forming of a simple V-channel are measured using strain gauges. It is shown that near the point of contact with the rolls, the strains differ by nearly an order of magnitude from those determined from the simple model which assumes that the trajectory is a smooth curve. A modification of the forming path is obtained from the measured bending strains. Although the changes in displacement are small, the peak values of strain near the point of roll contact are large and a consequence of highly localised changes in the forming path as the strip passes over each roll. Measurement of this perturbation in the forming path is difficult as the region is obscured by the forming rolls. The technique described here permits the reconstruction of this path and identifies a new area of investigation of longitudinal strains in roll forming. These are often associated with shape defects such as bow, warping and end flare.     

金属塑性成形的摩擦力学模型探讨

对金属板料在塑性变形过程中摩擦力的形成原因进行了分析,运用塑性成形理论和摩擦学原理建立了力学模型,并通过实验得出了当压力改变时摩擦力各分量的变化趋势。可以为数值模拟及工艺分析提供理论依据。