板料成形数值模拟研究进展

以历届国际板料成形数值模拟会议(NUMISHEET)及其标准考题研究结果为主要线索,对板料成形数值模拟的研究历史及发展现状作了简要综述,并对当前的研究热点和发展方向进行了探讨.     

复杂截面型材力控制拉弯成形数值模拟分析

复杂截面挤压型材的高精度拉弯成形是制造框架式车身的关键技术.本文基于动态显式有限元软件PAM-STAMP,针对一种典型的框架武车身用复杂截面挤压型材,对其力控制方式的直进台面式拉弯成形进行了数值模拟研究,对比分析了两种截面形状的型材截面畸变和回弹随补拉力增大的变形规律,并得到了摩擦系数对成形精度的影响.数值模拟结果表明,增加型材截面的变形刚度,可以显著地减小截面畸变和回弹;增加补拉力,增大了截面畸变但减小了回弹;增大摩擦系数,截面畸变量减小而回弹增加.     

铝合金矩形管拉弯成形过程的数值模拟

采用动力显式有限元程序Pam-Stamp2000对铝合金矩形管的一种拉弯成形过程进行了模拟,分析了模具最大作用力、管材截面畸变、成形件回弹的变化规律.模拟结果和文献给出的实验结果相当吻合,即模具最大作用力、管材截面畸变均随预拉力的增加而增加,而成形零件的回弹随预拉的增加而减小;相同预拉状况下,增加壁厚有利于减小截面畸变.此外,数值模拟给出了模具对管材作用力及管材夹持端轴向拉伸作用力随模具行程的变化规律,揭示了本文的拉弯实质上是一种非恒定轴向作用力(呈渐增趋势)的拉弯成形方式,这与本文的解析结果高度一致.     

基于蒙皮拉形模拟系统的后处理技术及开发

针对飞机复杂蒙皮拉伸成形特点,对等值线、切片线、质量检测等关键技术进行了深入研究,基于OpenGL三维图形库开发了数控蒙皮拉形数值模拟系统STRETCHFORM的后置处理模块,实现了真实感图形显示、交互数据提取及成形质量评估等功能.对进气道蒙皮进行"虚拟拉形",取得了满意的结果.     

预变形对LY12铝合金板热处理后晶粒度的影响

为了制定合理的铝合金板多道次成形工艺,需确定每道次的粗晶临界应变.通过将单向拉伸试件拉伸到不同预应变,然后热处理测定晶粒度的方法,分别研究了不同预变形对退火和淬火热处理后LY12铝合金板晶粒度的影响.结果表明,不同预变形对退火热处理后晶粒度无影响;对淬火热处理后晶粒度影响显著,而且存在一个临界应变,当预应变大于该临界应变时,晶粒突然长大.对于包铝层,该临界应变小于0.8%;对于基体,该临界应变在4%左右.对于LY12铝合金板多道次成形工艺设计,退火前道次极限变形量的制定不需考虑粗晶影响,淬火前道次变形量的制定需考虑粗晶临界应变.     

复杂加载路径下板料屈服强化与成形极限的研究进展

本文在阐述塑性变形行为与成形极限对于解析板料成形过程的作用与意义的基础上 ,针对板料屈服准则、强化模型、成形极限及复杂加载路径的影响规律的研究进展进行了综述与分析 ,得出 :建立符合实际板料成形特点的复杂加载路径的实验方法 ,验证理论研究结果的准确程度及适用范围 ,确定复杂加载路径下的解析描述及实用判据 ,是目前该领域主要的研究方向。最后对实现复杂加载路径的实验方法及其可行性进行了分析。     

比例加载路径下板料本构模型的建立及实验验证

根据单位体积塑性功相等原理，基于Druker公设以及等向强化模型，利用比例加载的特点，推导出板料在无卸载比例加载路径下的双向拉伸本构模型，并给出几种不同屈服准则下的本构模型。采用两种薄钢板BH220、SPEN进行了十字形双向拉伸实验研究，给出了这两种薄钢板在加载比例1：1和2：1情况下应力应变关系的理论曲线和实验曲线对比分析结果。结果表明，在小变形范围内，采用Hosford、Barlat89、Mises屈服准则得到的双向拉伸应力应变曲线与实验结果符合得较好。结合已有文献的研究结果说明：在小变形范围内以及无卸载比例加载路径下双向拉伸本构模型是正确性的；在小变形比例加载情况下，各向异性板料的强化规律为等向强化。     

板材拉伸破裂厚度分布及成形极限预测

对ST14钢板单向拉伸试件断口处的厚度进行了测量,获得其厚度分布和厚度梯度分布.从厚度变化和厚度梯度分布变化的角度对分散性失稳区和集中失稳区进行划分;分析了厚度分布非对称现象的成因.采用数值模拟的方法,分别得出了以失稳减薄率和破裂减薄率作为判据的成形极限图,经过与实验成形极限图的比较,失稳减薄率判更适于预测拉-压区成形极限,破裂减薄率能够对整个成形极限图范围内的曲线变化趋势进行预测.     

汽车薄钢板静动态局部凹痕抗力

介绍了汽车板局部凹痕抗力的试验方法。研究厚度、屈服强度和预变形对板材静动态局部凹痕抗力的影响规律;建立了局部凹痕抗力基本试验中临界静载荷和动能的表达式;通过动态凹痕应变速率计算,分析了应变速率对动态局部凹痕抗力的影响。     

双曲度覆盖件拉延回弹研究

研究了双曲扁壳覆盖件的成形机理及回弹特点,分析了双曲度拉延回弹机理.回弹与曲面部分的变形量有关,拉伸变形量增大,回弹量降低.同时,讨论分析了压边力、板材性能参数等因素对双曲度回弹的影响.