T 型管轴压胀形的加载轨迹优化研究

利用有限元软件和优化软件建立了T型管轴压胀形的加载轨迹优化集成,完成了T型管轴压胀形成形的加载轨迹优化.优化结果表明,利用集成优化后的加载轨迹获得的管成形件质量更好,即获取的成形件的支管高度更能满足要求,壁厚分布更均匀.     

扶梯上侧板横撑液力成形仿真研究

目的 缩短上侧板横撑胀形件的开发周期,降低开发成本。方法 采用理论研究与仿真分析相结合的方法对胀形管件的壁厚分布及加载路径进行研究。首先,借助ABAQUS有限元软件,对简单管件两次液压成形过程进行仿真模拟,通过对比仿真结果与实验结果,验证仿真建模的正确性。其次,基于有限元软件对横撑管件液力成形、退火等过程进行仿真分析。最后,通过分析、总结获取合理的加载路径。结果 通过理论计算得到了预胀形所需的内压力值,为横撑管件预胀形仿真分析提供了参考。在预胀形阶段,当内压力<65 MPa时,由于内压力不足,管件无法成功胀形,当内压力>65 MPa时,管件中间胀形区域存在应力集中现象,不利于后续管件胀形,所以预胀形阶段的合理加载路径为常压65 MPa。在终胀形阶段,常压加载路径下的胀形结果不理想,而在多线性加载路径4下退火件及未退火件都能获得理想的胀形结果,因此,多线性加载路径4为终胀形的合理加载路径。结论 相较于常压加载,终胀形阶段采用多线性高压加载,管件成形效果更好;终胀形前进行退火处理,可以降低胀形管件的残余应力,壁厚分布也更加均匀。     

带壁厚偏差管坯液压胀形加载路径的研究

建立了带壁厚偏差管坯液压胀形的力学模型,揭示了不同轴向应力状态下壁厚偏差对管坯成形的影响规律,给出了带壁厚偏差管坯液压胀形加载路径设计的标准.针对某重型卡车桥壳预成形管坯的液压胀形工艺,进行了3种不同壁厚偏差管坯在不同典型加载路径下的有限元模拟,结果表明:内压升高至最大保持恒定,管坯薄壁侧均在合模前发生开裂且薄壁侧与厚...     

空心双拐曲轴加载路径优化与成形规律

目的研究加载路径对空心双拐曲轴成形效果的影响。方法基于有限元分析软件,对304不锈钢双拐曲轴内高压胀形工艺进行有限元仿真,分析了加载路径对双拐曲轴胀形高度与壁厚的影响,并对开裂、起皱等缺陷产生的原因进行分析,最后,根据数值模拟结果,对双拐曲轴进行实际成形试验,并将数值模拟结果与试验结果进行对比。结果成形压力小于20 MPa时,管坯产生起皱;成形压力大于60 MPa时,管坯产生开裂。通过试验获得了壁厚分布均匀的双拐曲轴零件,并且数值模拟结果和试验结果基本一致。结论轴向进给大、内压不足容易导致过渡圆角处起皱;轴向进给小、内压过大容易导致拐部顶端开裂。只有设置合理的加载路径才能成形出壁厚均匀性好,胀形高度达到要求的双拐曲轴。     

加载路径对变径管内高压成形影响的模拟研究

基于Dynaform有限元模拟软件,在获得合适总轴向进给量以及最大内压力的基础上,重点探讨了轴向进给路径以及内压力加载路径对变径管内高压成形的影响。结果表明：按照前段进给速度大于后段进给速度的双线性轴向进给方式进给能得到一条最优的轴向进给路径;梯形内压加载方式的成形结果要明显优于线性内压加载方式,且当内压区间为40～60MPa时,梯形内压加载方式的成形结果达到最优化。     

铝合金马鞍形件充液成形工艺模拟分析

目的研究板材充液成形柔性制造高精度、高质量马鞍形件的工艺方法。方法利用有限元动力学显示分析方法,对充液拉深和液压胀形两种成形工艺方案进行分析,并对比分析减薄率和成形极限图判断工艺方案的合理性。结果针对铝合金马鞍形件,通过对比分析2种方案,充液拉深工艺中的最大减薄率达到14.3%,液压胀形最大减薄率为7.2%,位置均在型面补充件的顶部,2种方案的成形极限都在安全区域内,未见破裂现象。结论通过工艺模拟分析,得到对铝合金马鞍形件,采用一模两件液压拉深成形工艺较合理,成本较低,加工周期短,加工效率高,成形精度高。     

某型号汽车波纹管液压胀形工艺参数优化研究

目的 探究波纹管液压胀形成形技术及液压成形过程,优化波纹管成形效果和减薄率.方法 基于正交试验方案,利用有限元技术对成形过程进行数值模拟分析,研究成形内压、轴向进给路径以及保压力对成形效果和减薄率的影响.结果 综合考虑成形高度、减薄率2个指标,得到的较优工艺参数为成形内压为2 MPa,保压力为1.25 MPa,轴向进给路径为在前0.1 s进给5 mm、后0.9 s匀速进给至模具闭合,此时成形高度为12.01 mm,减薄率为9.9％.结论 通过正交试验设计分析,轴向进给路径既是成形高度的显著性影响因素,又是减薄率的显著性影响因素;同时,单独优化一个指标(成形高度、减薄率)时,另一个指标性能会下降,根据正交试验优化结果选取最优参数组合进行模拟验证,得到的试验结果其综合成形质量较高.     

加载路径对内高压成形件壁厚分布影响分析

研究了两端非对称管件内高压成形改善壁厚均匀性的方法,采用数值模拟和试验研究对管件内高压成形进行了非对称加载路径和预成形的优化,获得了工件变形过程及厚度分布变化,并分析了加载路径对壁厚均匀性的影响.研究表明:采用优化的加载路径和预成形,补料和内压的良好匹配改善了两端非对称管件轴向补料的效果,形成有益的起皱,进而改善整形过程的应力应变状态,提高了壁厚均匀性和成形极限.     

厚壁管低熔点塑性介质挤胀成形实验研究

采用低熔点塑性材料作为传力介质挤胀成形厚壁空心构件，研究了空心构件低熔点塑性介质挤胀成形机理和主要影响因素，分析了低熔点塑性介质挤胀管坯的成形过程和壁厚分布规律．研究结果表明：低熔点塑性介质挤胀成形时管坯和塑性介质两种材料同时发生塑性变形，管坯的变形流动是塑性介质的内压和冲头轴向挤压共同作用的结果；轴向压力和径向内压力的匹配关系是低熔点塑性介质挤胀成形工艺的关键；管坯胀形区的壁厚有较大的减薄，但与自然胀形相比壁厚减薄的程度较小。     

管件液压成形中加载路径的确定方法研究

加载路径是影响管件液压成形结果的关键因素,为了快速准确地确定管件液压成形中的加载路径,提出了利用理论计算与数值模拟相结合的方法来优化和调整成形的加载路径,确定最佳的成形区间.根据塑性力学理论计算出成形的初始内压,确定出成形区间,然后调整不同的轴向补料量进行数值模拟,并根据数值模拟的分析结果确定最佳的补料量,最终通过调节加载路径的斜率,获得合理的成形加载路径.实验结果表明:针对非对称结构的空心轴类件的液压成形,应用本方法快速地确定出合理的加载路径,零件顺利成形,且成形零件的减薄率在整个成形区间里是最小的.     

铝合金发动机罩内板充液成形工艺研究

目的研究铝合金发动机罩内板充液拉深-局部关键特征刚性整形复合成形工艺。方法在Dynaform中建立有限元模型,优化液室压力及加载路径等关键工艺参数,并进行试验验证。结果液室压力及加载路径对充液成形零件质量的影响较大,成形所需的最大液室压力为10 MPa,并且液室压力不宜加载过早,当凸模行程在30~40 mm之间时,进行合理的液室压力加载可较好地成形该铝合金内板件。结论对于文中研究的大型多特征铝合金发动机罩内板,采用充液拉深-局部关键特征刚性整形复合成形工艺更有利于其成形,可得到合格零件。     

薄壁Y型三通管内高压成形起皱与开裂分析

本文针对薄壁Y型三通管在内高压成形过程中产生起皱、开裂缺陷的问题进行了相关研究.首先通过实验确定了Y型三通管在成形过程中产生典型缺陷的位置及类型;其次利用有限元方法分析了补料比对应力状态分区和典型点应力轨迹的影响;最后建立了加载路径的"内压-轴向补料"成形窗口.研究表明:补料比对应力状态有显著影响,通过调整补料比来改变应力状态,是避免起皱的有效措施.此外,本研究给出了不同实验结果在成形窗口中的对应位置,当加载路径超出成形区时,三通管件就会产生起皱或破裂的缺陷,甚至两种缺陷会依次发生.     

780 MPa 超高强钢扭力梁内高压成形研究

目的为了适应载荷和安装空间及轻量化的要求,轿车扭力梁正趋于设计成空心封闭变截面高强钢结构,但高强钢成形存在着回弹大、成形精度低等缺点。方法针对这一问题,采用数值模拟和实验的方法,开展了780 MPa超高强钢扭力梁内高压成形研究,重点研究了预制坯形状对扭力梁内高压成形的影响,并采用响应面模型,优化了预制坯,获得了最优的预制坯形状。在此基础上,研究了加载路径对扭力梁内高压成形过程的影响。结果当扭力梁预成形压下量为62.2 mm,下模引导角为29.2°时,得到了最优的预制坯形状。后续内高压成形过程中,支撑压力过小或补料量过大,在试件端部引起起皱缺陷;支撑压力过大或者补料量过小,补料主要集中于端部,对大膨胀量区域影响较小;当采用补料量为8%的加载路径时,可以有效改善壁厚的分布,避免起皱缺陷。结论合理的预制坯形状能够有效避免超高强钢扭力梁内高压成形过程中的飞边缺陷,而加载路径控制是扭力梁内高压成形过程中避免起皱缺陷和过度减薄,提高成形极限和零件成形精度的重要途径。     

异形截面管不均匀膨胀充液成形数值模拟

目的对低碳钢不均匀膨胀率异形截面弯管零件充液成形工艺参数进行研究。方法利用有限元方法对低碳钢异形截面管零件的充液成形过程进行有限元仿真,对影响圆角破裂的关键工艺参数进行分析及优化。结果液室压力过小,弯管圆角内侧不易贴模;压力过大,圆角内侧会因材料过度减薄而发生破裂。推头轴向进给量合适时,可以在圆角处形成"有益皱纹",防止材料不均匀膨胀发生破裂。结论成形压力在300 MPa,推头的轴向进给量为50 mm时,可以成形出合格零件。     

Effect of Prestrain on Formability and Forming Limit Strains During Tube Hydroforming

The tube hydroforming process is a relatively complex manufacturing process; the performance of this process depends on various factors and requires proper combination of part design, material selection and boundary conditions. In manufacturing of automotive parts, such as engine cradles, frames rails, sub-frames, cross members, and other parts from circular tubes, pre-bending and per-forming operations are often required prior to the subsequent tubular hydroforming process to fit the tubular blank in the complex die shape. Due to these pre-- hydroforming operations, some of the strains are already developed before going to the actual hydroforming process. Such developed strains before hydroforming process in the part is called as prestrain. In this paper the study of effect of prestrain on formability and forming limit strains during tube hydroforming is done by simulation by taking the material prestrain value. The forming limit strains of pre-strained tube during hydroforming are predicted. A series of tube bulge tests for tube hydroforming are simulated by a commercial finite element solver to predict the limit strains. Numerical simulation of forming limit strains in tube hydroforming with different internal pressure and different simulation set up with or without axial feeding are considered to develop wide range of strain paths in the present work. The effects of process conditions on the forming limit strains are detailed. In this paper the forming limit strains during tube hydroforming are simulated for prestrain and compared with zero prestrain. Prediction of limits strains is based on a novel thickness based necking criterion.     

Effect of loading paths on hydroforming tubular square components

The influence of loading path on tube hydroforming process is discussed in this paper with finite-element simulation. Four different loading paths are utilized in simulating the forming process of square tubular component with hydroforming and the result of different loading path is presented. Among the result, the thickness distribution of bilinear loading path is the most uniform one. It shows that the increase of punch displacement in the stage of high pressure is beneficial to the forming of component for optimized stress condition.     

Effect of Loading Paths on HydroformingTubular Square Components

［1］F.Dohamann, Ch. Hartl: J. Mater. Proc. Technol.,1996, (60), 669. ［2］A.Mustafa, K.Sutter, X.Li and A.Altan: Proc. of 2nd Inter. Conf. on Innovations in Hydroforming Technology, Ohio, USA, 1997. ［3］H.L.Xing and A.Makinouchi: Numisheet′99-13-17September, Beasncon-France, 1999, 479.