基于Autoform的铝合金座椅横梁热成形模拟及回弹补偿北大核心CSCD

针对某6XXX铝合金汽车座椅横梁,采用Autoform成形模拟软件建立热成形工艺有限元模型,进行成形工艺和零件回弹的分析研究。首先,利用Autoform进行回弹分析,通过直接补偿法对零件进行回弹补偿,多次迭代补偿后将零件的法向回弹量控制在±0.5 mm范围内,使得零件满足热成形生产要求。然后,进行模具研发和零件试制,对试制零件进行偏差检测,零件各点的总偏差均低于0.6 mm,符合主机厂的质量要求,证明了热成形模拟的合理性和有效性。模拟及零件试制结果表明,依据热成形模拟和回弹补偿结果进行零件加工能够获得优质的产品,能够为汽车高强铝合金零件的批量化生产提供设计参考。     

基于小波变换闭环控制的时效成形回弹补偿

时效成形零件回弹较大且不易控制,为提高成形精度,文章提出了基于小波变换的回弹补偿方法,并详细阐述该算法的原理及其实现。将该方法应用于复杂壁板零件进行仿真迭代补偿,其偏差均在0.48mm以内,满足零件设计要求。采用"双井字"实验零件对方法进行验证,最大偏差为0.484mm,满足工程应用要求,证明提出的基于小波的补偿算法对于时效成形模具型面补偿可行。     

2124铝合金时效成形模具型面修正有限元分析及试验验证

对2124铝合金整体壁板时效成形过程进行了有限元模拟,应用基于传递函数的模具型面修正算法建立了一种模具型面回弹修正方法。以网格状整体壁板为例,以设计零件外形为初始模具型面对整体壁板模具型面进行了有限元分析回弹补偿修正。结果表明,有限元分析迭代9次后试验零件外形与设计零件外形最大误差为0.176 mm,继续迭代,误差稳定在0.17 mm左右。把得到的模具型面作为试验模具型面,进行时效成形试验验证。结果表明,成形零件误差为0.487 mm,满足设计要求,表明该方法可行。     

6061铝合金曲线翻边零件橡皮成形回弹补偿与试验验证

橡皮成形是飞机钣金零件制造的一种重要的成形工艺,为提高典型零件橡皮成形的效率,对6061铝合金橡皮成形过程中产生的回弹问题进行了研究。首先对新淬火状态下6061铝合金板料进行拉伸试验,获得基本材料参数,为有限元模拟提供材料本构关系与模型;然后对6061铝合金进行材料成形极限试验,绘制出成形极限图;为得到曲线翻边零件橡皮成形回弹角度,采用Pamstamp 2G有限元软件进行模拟,通过基于理论回弹算法二次开发的回弹补偿模块进行模具回弹补偿。结果表明,补偿后零件所有部位偏差均在1°以内。最后通过实际成形试验,验证了有限元模拟的可行性和回弹补偿的可靠性。     

板料成形参数化建模与自动分析平台开发及应用

针对现有商业软件不能兼顾参数化建模和模具补偿的问题,基于VB开发了考虑回弹及模具补偿的板料冲压成形参数化建模与自动分析平台。该平台采用动力显式算法模拟成形过程,采用静力隐式算法模拟回弹过程,并根据回弹偏差采用位移修正法对模具进行补偿。应用该平台对某护罩件进行分析,实现了同类零件的参数化建模与分析,获得了摩擦系数和模具间隙对回弹偏差的影响规律,并得到理想的模具型面,体现了该平台的智能性和高效性。     

凹曲线翻边零件橡皮成形回弹补偿系统二次开发及试验验证

橡皮成形是飞机钣金零件制造的一种重要成形工艺,为提高钣金零件成形的效率,对凹曲线翻边零件橡皮成形过程中产生的回弹问题进行了研究。首先,对新淬火状态下的2024-W铝合金板料进行材料试验,为回弹补偿系统和有限元模拟提供了材料本构关系;采用基于CATIA二次开发的曲线法平面截取法进行回弹补偿,在法平面内对弯曲圆角和弯边截面曲线进行补偿,生成新的补偿型面。最后,采用Pamstamp 2G有限元软件,对补偿后的模具进行有限元模拟。结果表明:成形压力越大,回弹角越小;在成形压力60 MPa时,零件回弹前后的角度偏差在1°以内,满足尺寸设计要求,验证了有限元模拟的可行性与回弹补偿系统的可靠性。     

某汽车内板冲压成形工艺优化及回弹补偿

为了解决某汽车纵梁冲压成形过程中存在的破裂、起皱和回弹等缺陷,提出了基于正交试验设计、数值模拟、克里金模型和遗传算法相结合的优化策略。在该策略中,正交试验设计用于构建试验安排,数值模拟用于得到试验参数组合下的冲压成形结果,克里金模型用于预测冲压成形指标,遗传算法用于优化代理模型。对正交试验结果进行方差分析,结果表明,该汽车纵梁冲压成形过程中压边力和模具间隙对冲压零件的最大减薄率和最大回弹有显著性影响。此外,通过遗传算法优化得到了最优工艺参数组合,即压边力为1600 kN、模具间隙为1.652 mm时,得到的冲压零件最大回弹量为4.42 mm,最大减薄率约为14%。经过回弹补偿后进行了冲压试制,得到的冲压零件表面质量良好,无起皱和破裂等缺陷,且零件的偏差较小,能够满足工艺生产的需求。     

船用双曲率板件冷压成形回弹模拟与试验

针对船用双曲率板件冷压成形,选取以弯曲变形方式为主的冲压方向,能够提高零件冷压成形性能,但是,回弹是板料弯曲成形中不可避免的问题之一,严重影响了板件冷压成形精度。分别采用动力显示算法与静力隐式算法对双曲率板件冷压成形与卸载回弹过程进行有限元模拟,并基于回弹预测对模具进行了3次迭代补偿设计。板料最终厚度减小不超过10%、增加不超过5%,未产生严重减薄与起皱缺陷,零件成形尺寸与设计尺寸之间的偏差小于3 mm,形状偏差降低了50%以上,有效地提高了其成形精度。对该双曲率板件进行冷压成形试验,通过测量零件形状和尺寸,验证了零件的冷压成形符合设计要求。     

轮罩拉深成形的回弹补偿模拟分析

针对轮罩的回弹会严重影响零件的形状和尺寸精度的问题,提出了通过模具补偿降低轮罩回弹的方法。在对轮罩成形进行回弹仿真分析的基础上,根据回弹变形后的形状与期望形状的偏差对初始模具型面进行修正,使得冲压件过正成形,对覆盖件进行回弹补偿。回弹补偿模拟分析结果表明,一次补偿后回弹量得到明显改善,回弹量控制在0.65mm以内,减少回弹量56个百分点,满足了工程设计要求,大大减少了反复试模、修模的工作量,降低了冲压件的制造成本,缩短了新产品的开发周期。     

一种基于预压弯的新型扭力梁回弹补偿方法

针对一种新型轴线带弯曲特点的扭力梁成形,给出了其两步充液成形的工艺参数,并利用有限元模拟软件给出了对成形质量的预测。结果表明,在最大支撑压力为55 MPa、最大整形压力为295 MPa、推头补给量为15 mm的工艺参数组合下,其成形无破裂和起皱风险。此外,对该零件轴线易发生的Z向回弹进行了模拟研究。结果显示,该零件成形后存在5 mm以上的偏差量。基于此,提出了一种预成形前预压补偿的回弹补偿方法,通过数值模拟实验和零件试制对该方法进行了验证。结果表明,该种方法可以将Z向回弹控制在0.6 mm以内,能够满足精度要求,为之后管类零件成形的回弹控制提供了参照。     

基于ABAQUS的筋板件时效成形型面回弹补偿算法

基于回弹预测与控制的模具型面补偿,是时效成形工艺研究亟待解决的关键问题。该文根据回弹补偿原理,提出了基于零件形状虚拟迭代修复的时效成形模具型面回弹补偿修正算法的思路。以2A12铝合金筋板件蠕变时效成形过程为研究对象,利用ABAQUS有限元分析平台,在筋板件时效成形及回弹模拟分析的基础上,实现了该过程模具型面的回弹补偿优化设计。研究结果表明,提出的型面补偿算法具有良好的收敛性,数值模拟结果验证了该算法的可行性。     

高强钢拼焊板前地板纵梁成形工艺设计及回弹控制

以高强钢拼焊板为研究对象,基于有限元软件Dynaform对某轿车前地板纵梁成形过程进行工艺设计并利用模拟结果进行工艺优化。将考虑每道工序变形累积的回弹模拟结果和不考虑每道工序变形累积的回弹模拟结果进行对比分析,结果表明,考虑变形累积可以提高回弹模拟精度,并对每工序卸载回弹结果进行补偿。基于补偿结果进行实际生产,运用白光扫描仪对零件进行逆向获取新模型,并与原始模型对比得到回弹结果,发现零件两侧直壁和圆角部分主要存在正偏差,且两侧回弹不一致。以新模型为基础再次进行回弹补偿,对整形模具进行修整,最终得到满足工程需要的零件。     

基于CATIA的弯边零件橡皮囊液压成形下陷区回弹补偿及验证

针对弯边零件橡皮囊液压成形过程中普遍存在的回弹现象,运用PAM-STAMP2G有限元分析软件对带下陷弯边零件进行模拟,发现下陷特征两侧的回弹值明显小于其他位置的回弹值,下陷特征限制了回弹的发生。利用解析法得到理论回弹公式,使用曲线法平面截取补偿算法和下陷区型面补偿方法解决了下陷区的型面补偿问题。在CATIA交互模式环境下完成了对回弹补偿系统的开发,对补偿后的模具进行有限元数值模拟,对比橡皮囊液压成形试验结果。发现零件回弹前后的角度偏差均在1°以内,验证了回弹补偿系统对带有下陷特征的弯边零件具有很好的补偿效果,节约了大量的修模成本。     

汽车车门玻璃导轨件冲压成形回弹补偿研究

回弹是板料成形中不可避免的现象,有效减小回弹量是制造合格零件的保证。利用软件Dynaform对汽车车门玻璃导轨的成形过程和回弹进行了数值模拟,并对回弹产生的原因进行了合理的分析。对于零件中回弹量较大的位置,利用节点对称的方法对模具型面进行了针对性的补偿,并利用Dynaform对零件的成形质量进行了有效验证。回弹量由0.67 mm降到0.3 mm以下,降低了近60%,模拟结果表明此方法可以有效控制回弹。     

基于MATLAB的ABAQUS二次开发(下)——在时效成形回弹补偿中的应用

为验证MATLAB在ABAQUS二次开发中的应用,使用MATLAB编程对T型梁的网格划分进行优化,并且反分析模型的材料参数,计算得到了回弹补偿方程。提出一种基于平面曲线基本方程的几何回弹补偿方法,结合回弹补偿方程,对壁板的时效成形模具型面进行初步的回弹补偿。利用所开发的程序,以几何回弹补偿型面为初始值,对模具型面进行迭代补偿。仿真结果显示,壁板成形后的外形和设计外形的偏差在0.8mm以内。证明了MATLAB在ABAQUS二次开发中的有效性。     

带下陷的直凸弯边零件回弹补偿及试验验证

为提高飞机钣金零件的成形质量,对带下陷的直凸弯边零件在橡皮囊成形过程中的回弹问题进行研究。对新淬火状态下的2024-W铝合金材料进行单向拉伸试验,获得材料的力学性能参数,为回弹补偿和有限元模拟提供条件;采用CATIA二次开发系统,对带下陷的直凸弯边钣金件的圆角部分和弯边部分两个位置进行回弹补偿,生成准确的回弹补偿模具;采用Pam-stamp 2G有限元模拟软件,对新设计的补偿模具进行有限元数值模拟并进行试验验证,验证了经回弹补偿模块设计带下陷的直凸弯边补偿模具的可行性。结果表明:在成形压力为50 MPa时,零件回弹前后的角度误差为1°,满足尺寸设计要求,验证了有限元模拟的可信度以及回弹补偿系统的准确性。     

双曲率2219铝合金板蠕变时效成形技术研究

进行了淬火态2219铝合金板材在175℃下18 h,70～130 MPa应力水平的拉伸蠕变试验,选择了修正的7参量Kowalewski本构模型拟合得到材料参数。通过3种单曲率铝板蠕变成形的有限元模拟和试验,测得试验回弹率与预测值最大误差为9.5%,验证了材料模型的正确性。开展了双曲率铝板零件蠕变成形有限元模拟并基于模拟结果采用偏差调节法进行了4次模具型面迭代补偿,模拟得到零件型面与设计型面之间的最大偏差降至0.19 mm。进行了双曲率板175℃,18 h的蠕变时效成形试验验证,得到试验件弯曲挠度最大偏差为11.19%,偏差主要集中于零件心部。     

基于AutoForm的汽车顶盖冲压回弹补偿研究

为解决冲压成形的零件与原产品数据偏差较大的难题,提供了2种回弹补偿方式,即AutoForm迭代补偿与几何补偿,以某车型顶盖为研究对象,分别对2种补偿方式重构的型面进行全工序CAE分析,对比其回弹结果。AutoForm迭代补偿在全夹持状态下,局部区域的回弹量超过3 mm,几何补偿方式在补偿量为6 mm时,全夹持状态下回弹量在1.5 mm以内,说明AutoForm迭代补偿不宜用于自由回弹量大的零件,采用几何补偿可以提高回弹补偿的准确性。三坐标检测试制首件的尺寸符合率为85.2%,模具状态研配到与数值模拟边界条件一致时,尺寸符合率可达96.5%,验证了几何补偿方式的有效性。     

汽车前纵梁成形回弹控制

为了解决高强板前纵梁成形过程中存在的回弹问题,采用Dynaform软件建立前纵梁的拉延成形工序有限元模型,并进行有限元模拟以预测回弹量。然后根据回弹预测,进行偏差分析以及模面补偿。根据其有限元模拟的回弹预测结果,在拉延成形工序,对顶平面、侧壁以及法兰等区域进行补偿,补偿后所得成形模具用于试制,得到的拉延件经过切边工序获得合格制件,最后采用白光扫描对制件进行检测。检测结果表明,各检测点的偏差合格率在95%以上,即汽车前纵梁零件的最终回弹量控制达到允许范围内。     

基于Dynaform的汽车顶盖冲压成形回弹模拟及回弹补偿

回弹直接影响冲压件成形质量与尺寸精度,运用CAE分析软件Dynaform对某轿车顶盖的冲压成形及回弹进行数值模拟。模拟结果表明,拉延筋的设置对汽车顶盖成形质量有重要的影响,通过设置变拉延筋,使回弹最严重的区域回弹量减少了40.73%。利用SCP下的回弹补偿功能对该顶盖进行了三次回弹补偿优化,通过补偿后偏差比较发现,回弹量有效地控制在2 mm以内;回弹问题得到进一步控制,获得了较理想的成形结果,并通过实际试模验证了其准确性及实用性,缩短了模具开发周期。