平面应力条件下轴对称拉深成形法兰区起皱和破裂分析

分别采用平面应力和平面应变假设条件,对轴对称拉深成形法兰区的应力分布进行了分析比较,两种情况下的径向应力计算值相差较小,但周向应力计算值相差较大。有限元模拟表明,平面应力条件下得到的解析结果与模拟值非常接近,表明平面应力假设条件比平面应变假设条件更接近于实际情况。在平面应力条件下,建立了轴对称成形法兰区起皱失稳条件和圆筒形件破裂失稳条件,导出了临界压边力的计算式。对于某一具体的拉深成形问题,计算得到了临界压边力与拉深位置的关系曲线。分析结果有助于进一步认识拉深成形各变形区的变形特点,建立更符合实际的起皱、破裂准则,预测成形缺陷及临界压边力。     

智能化拉深控制中的法兰起皱临界条件

建立了轴对称件拉深法兰起皱的数学模型。从能量平衡原理出发，推导了考虑几何参数、摩擦系数和材料性能参数及板材皱曲时约束条件的轴对称拉深成形过程中法兰起皱临界压边力的变化规律，给出了皱曲判据。理论分析与实验吻合较好，为拉深过程的智能化控制提供了理论依据。     

基于变压边力控制的非轴对称拉深成形数值模拟与优化

在给定合理毛坯形状、拉延筋与凹模渐变圆角条件下,分别在定常、递减、峰形、谷形压边力加载模式下,对汽车车灯反射镜拉深进行了数值模拟。结果表明:谷形压边力加载模式可使工件减薄率小于13.45%,适合该拉深工序;利用数值模拟结果和神经网络方法优化获得最优压边力加载曲线,该曲线可用于拉深中压边力的准确控制。     

采用恒定压边力解决不锈钢拉深起皱问题

在拉深模具结构设计中,采用液压压边装置的恒定压边力有效地解决了不锈钢拉深起皱问题,保证了拉深零件的质量。     

圆筒形件拉深失稳及各因素影响分析

对板料成形中圆筒形件拉深的破裂失稳及产生破裂失稳的临界压边力进行研究.由于凸、凹模圆角及其间隙的存在,圆筒形件拉深的筒壁区实际为凸、凹模圆角之间的公切线部分.根据Mises-Hill屈服函数及Tresca准则求出凸缘变形区、凹模圆角区和筒壁区的应力分布,得到危险断面处的应力表达式,从而求出不产生破裂失稳的临界压边力的解析表达式,并进一步分析获得拉深比、硬化指数、厚向异性系数、摩擦因数以及径向推力等因素对临界压边力的影响规律.采用液压压边与周缘加径向推力的拉深模具对08Al板料进行拉深试验,试验结果与理论计算结果具有很好的一致性.     

径向分块双压边圈轴对称拉深成形工艺研究

为提高板材拉深成形的成形极限并获得更好的压边效果,提出了轴对称拉深成形工艺的径向分块压边方法。采用理论分析、有限元模拟以及实验研究的方法,对圆筒形零件分别在双压边圈和整体压边圈作用下的拉深成形过程进行了分析研究。研究结果表明,与传统压边方法相比,采用径向分块压边方法可以对径向不同变形质点分别压边,有效提高拉深成形极限,并获得更好的压边效果。     

圆筒件拉深过程中压边力的研究

利用恒定压边力经验公式计算得到的压边力值进行模拟时,圆筒件质量存在明显的缺陷。采用变压边力优化曲线作为圆筒件拉深成形的压边力加载模式,研究了临界防皱变压边力曲线的确定方法,应用Dynaform软件对恒定压边力、优化压边力下圆筒件的拉深成形进行了数值模拟,得出了成形极限图(FLD)和材料厚度变化图。将模拟结果进行对比分析,发现在后者作用下的圆筒件平面外缘厚度变化较小,筒壁等其他部分的材料厚度变化率也较小,采用优化压边力可有效防止圆筒件起皱、拉裂现象,提高圆筒件成形质量。     

拉深工艺变压边力控制数值模拟研究

根据实际生产中压边力的控制状况和理论分析确定了几种压边力变化曲线，以非轴对称抛物面车灯反光罩的成形为例，采用Dynaform软件对多种变压边力控制的成形工艺分别进行了数值模拟计算，分析了各种变压边力控制对成形的影响，并确定了对成形最为有利的压边力的变化趋势。     

方盒形体拉深成形中起皱与破裂问题的机理研究

针对方盒形体在拉深成形过程中易出现起皱、破裂等缺陷的问题,对其产生机理进行了分析研究。利用Dynaform对方盒件拉深过程进行了数值模拟研究,验证了理论分析的正确性,最后提出了起皱与破裂的预防措施。     

圆锥形件拉深过程中变压边力的研究

起皱和断裂是板料成形过程的主要失效模式，合理控制成形过程中的压边力，可以消除这些缺陷，提高成形性能。本文以圆锥形件的成形为例，采用Dynaform软件对变压边力控制的成形工艺进行了数值模拟计算，得到了最佳压边力变化曲线。本文还对模拟结果进行了实验验证。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。     

曲面零件拉深成形压边力研究的现状及展望

根据对曲面零件压边力加载模式,及采用数值模拟方法对压边力研究现状的分析,对压边力技术研究的问题提出了几点看法,并分析了研究的发展趋势。     

盒形件智能化拉深变压边力控制规律及其预测

智能化拉深过程中压边力规律的实时预测是关键技术之一。选择非轴对称件中的锥壁盒形件为研究对象,通过数值模拟和试验对成形过程中压边力随凸模行程的变化规律进行研究,得到能够提高成形质量的较优压边力变化趋势,提出破裂临界压边力控制原理,并将前馈神经网络模型引入盒形件智能化拉深压边力控制规律的预测,预测结果与试验吻合较好,实现较优压边力规律的实时预测,为实现盒形件拉深成形过程的智能化控制奠定基础。     

圆锥形凹模径向分块压边拉深工艺实验研究

采用圆锥形凹模拉深工艺可以提高成形极限,但需要用压边圈将板坯先压成与凹模面吻合的形状,当变形程度较大时,板坯很容易起皱。为了克服这一缺点,提出了将圆锥形凹模与径向分块压边方法结合的工艺,该工艺可有效改善压边圈与板坯的约束状态,从而达到抑制起皱的目的。对圆筒形件的拉深成形,采用了刚柔复合的径向分块压边圈结构,设计了圆锥形凹模径向分块多压边圈拉深模,取不同凹模半锥角的圆锥形凹模进行了圆筒形件的拉深成形实验。实验表明,新的压边方法能有效克服初始成形过程的起皱,可与锥度较小的凹模一起使用。采用凹模半锥角为45°的凹模,得到AA5754、AA6061和08Al三种板材的极限拉深系数分别为0.410、0.431、0.373,显著提高了成形极限。对圆锥形凹模的拉深成形,给出了理论计算成形极限的方法,理论与实验结果非常接近。     

板材拉深成形电控永磁压边方法研究

为了克服传统压边方法不能独立施加压边力,电磁压边能耗高且发热量大的问题,提出了一种基于电控永磁技术的压边方法。根据电控永磁技术和拉深成形工艺的特点,研制了带有磁力压边装置的拉深成形模具。采用有限元方法模拟了磁极单元和磁垫的充退磁过程,在进行磁场和力学场耦合分析的基础上,确定了以磁吸力作为压边力施加在成形板坯上的接触压力分布。由有限元软件模拟的电控永磁压边与传统压边作用下板坯的成形效果可知,两种压边方法所得拉深件的应变分布基本一致。采用电控永磁压边方法分别对直径为180 mm和195 mm的08Al板坯（厚度为0.98 mm）进行了拉深实验,拉深高度为48 mm,结果表明,电控永磁压边方法可以实现压边力的独立加载,能够提供足够大的压边力。最后,分别计算了采用传统压边方法、电磁压边方法和电控永磁压边方法的能量消耗,其中,电控永磁压边方法节能效果最好,相对于电磁压边方法,节能高达95%以上。     

拉深工艺中脉动压边力控制方法

压边力是板料拉深成形过程的重要工艺参数之一 ,合理控制压边力的大小可避免起皱或破裂缺陷。采用脉动变化的压边力控制拉深工艺 ,可提高成形极限及拉深件的表面质量。本文采用数值模拟方法研究了脉动变化压边力的振幅、振频对成形的影响。     

汽车横梁拉深成形的有限元分析

建立了汽车横梁拉深的有限元三维模型,对其拉深成形过程进行了数值模拟,并与实验结果对比分析,说明数值模拟方法的可行性。在此基础上讨论了摩擦润滑条件、压边力和凸模的虚拟冲压速度对板料拉深过程的影响。通过有限元模拟分析方法得到最佳压边力数值,然后通过综合分析数值模拟结果和拉深实验结果确定了实际拉深过程中的最佳压边力。结果表明,在实际拉深过程中要尽量减小模具和板料的摩擦;在模拟拉深成形时,当虚拟冲压速度大于一定值时,会使模拟结果严重失真,因此,汽车横梁拉深数值模拟时最大虚拟冲压速度不要大于2000mm／s。