铝合金曲面斜法兰罩盖成形工艺的数值模拟与试验研究

研究了铝合金罩盖刚性模拉深预成形-新淬火-充液拉深终成形的多道次成形工艺。通过分析零件的几何特征,确定预成形中间构型的几何形状以及确定合理的冲压方向。基于有限元分析软件Dynaform对成形工艺进行模拟分析,优化成形过程的关键工艺参数,并进行试验验证与优化。研究表明:液室压力及加载路径对充液拉深成形零件质量影响较大,成形所需最大液室压力为15 MPa,充液拉深终成形后的零件壁厚最大减薄率为11.424%,侧壁与法兰没有明显的起皱趋势。试验证明对于该铝合金罩盖零件,采用刚性模拉深预成形-新淬火-充液拉深终成形的多道次成形工艺较传统多道次拉深工艺有明显的优势,可得到表面质量良好的合格零件。     

板材充液热成形工艺成形极限预测研究

为了对充液热成形工艺下的金属板材成形极限进行预测研究,采用长轴直径为Φ100 mm,短轴直径分别为Φ100,Φ90,Φ80,Φ60和Φ40 mm的椭圆形胀形模具,在4个不同温度梯度为300℃,210℃,150℃和RT(常温),两个不同压力率0.0045和0.045 MPa·s-1条件下进行铝合金板材热态胀形试验.利用相关极限应变计算公式,对试验数据进行计算和整理,标绘出了试验材料拉-拉变形区的成形极限曲线.结合二次多项式曲线拟合方法,计算出了拟合函数中的材料常数,建立了可用于预测金属材料成形极限、标绘材料成形极限曲线(拉-拉变形区)、指导金属板材热态胀形试验的板材成形极限预测模型方程.     

铝合金顶盖充液成形工艺研究

本文通过铝合金汽车顶盖充液成形过程的试验研究,分析了充液成形过程中关键工艺参数对顶盖成形性的影响,模拟成形过程中缺陷的发生位置,并对模拟结果进行了验证分析。     

铝合金异形件充液成形失稳控制策略

对2024-O铝合金异形件的充液成形过程进行研究,讨论充液成形过程中可能出现的失稳形式,通过数值模拟与实验分析液室压力和压边间隙对充液成形的影响,优化工艺参数,提出了控制失稳的措施。结果表明,长边法兰起皱和短边侧壁断裂是成形的主要失效形式,采用合理的压边间隙、液室压力加载路径,可以有效控制法兰起皱和侧壁破裂,实验结果与数值模拟符合较好。     

321不锈钢V形件充液成形失稳控制研究

充液成形技术是一种有效解决复杂薄壁零件成形问题的方法.针对321不锈钢V形件常规拉深成形需要多道次成形、工艺冗余的问题,通过分析V形件充液成形过程中易出现失稳现象,设计了带初始反胀的充液成形的技术方案.结合数值模拟,对薄壁V形件充液成形过程中出现的凸模侧壁破裂、法兰区起皱等失稳形式进行了研究,优化了液室压力加载曲线、压边间隙、初始反胀压力及初始反胀高度.结果表明,V形件在优化的工艺参数条件下成形既可产生“摩擦保持”的效果,改善了应力状态,又可避免凸模侧壁破裂和法兰区起皱,提高了零件成形极限和壁厚分布的均匀性.     

飞机铝合金双曲度蒙皮充液成形的数值模拟与试验

针对某型飞机上蒙皮零件,基于有限元分析软件Dynaform,对主动式充液成形和被动式充液成形两种方案进行了数值模拟对比分析。根据数值模拟结果,认为该零件较适合采用主动式充液成形,其次,通过修改工艺补充面和优化成形工艺参数,有效地控制零件的最大减薄量。同时,保证一定的减薄量,使板料达到塑性变形状态,从而有效减小回弹。再通过回弹分析,根据回弹量计算结果,运用Think Design软件对模具型面进行回弹补偿,将回弹量控制在合格范围内。最终通过实际试模,验证了数值模拟的准确性及适用性,加工出表面质量良好、精度满足要求的合格产品。     

变截面薄壁复杂铝合金管件充液成形压力参数对零件成形的影响

变截面薄壁复杂铝合金管件是飞机管路中的重要组成部分.通过有限元分析软件建立零件充液成形的有限元模型,采用单因素分析法,在给定轴向进给量、摩擦系数、终成形压力相同的条件下,成形相同的铝合金零件,并综合分析在预成形阶段加载不同的低压预成形压力以及在补料阶段加载不同的补料压力时,管坯与模具的相对位置及壁厚分布规律,来研究不同...     

薄壁零件充液成形知识库系统的方法研究

采用数字化设计手段,以Access数据库为后台支撑、Visual Studio为开发环境、C#为开发工具,开发了一套基于薄壁零件充液成形工艺过程的知识库系统,并对其体系结构、实现方法及关键技术进行分析。知识库系统对充液成形过程中的工艺进行参数化构建,方便用户在基于充液成形对薄壁零件进行数值模拟时对知识和以往设计经验数据的快速重用,生成充液成形工艺参数优化方案。以数据库和有限元模型为基础,实现对薄壁钣金零件充液成形质量的预测,同时达到辅助计算和快速设计,提高效率的目的。     

抛物线零件充液拉深成形应力分析

在充液成形实验的基础上，对抛物线形零件的变形和各变形区的应力分布做了理论上的分析，为进一步进行充液成形研究提供理论参考。     

铝合金复杂曲面薄壁罩体充液拉深失稳控制技术

以某典型铝合金复杂曲面薄壁罩体为研究对象,采用数值模拟与工艺试验相结合的方法分析了凸模初始反胀位置与液室压力对成形失稳的影响规律,优化了成形工艺参数。结果表明,当凸模初始反胀位置低于凹模型面时,凸模进入凹模时悬空区板料没有液室压力的作用,悬空区板料处于一拉一压的应力状态,悬空区容易起皱;当凸模初始反胀位置在凹模型面上方时,凸模进入凹模时悬空区板料已经受到液室压力的作用,处于双向拉应力状态,因此可以抑制悬空区起皱;当液室压力较高时,悬空区板料承受较大的拉应力容易破裂。合理控制凸模初始反胀位置与液室压力可以消除悬空区起皱与破裂。     

板液压成形及无模充液拉深技术

板液压成形技术是液压成形技术中重要的一类 ,广泛地应用于宇航、汽车等工业领域。近年来由于新材料和复杂几何形状零件的不断出现 ,更加突出此种技术的关键性。本文就板液压成形技术原理、数值模拟技术和分类进行了研究 ,探讨了此种技术将来的发展 ,介绍了基于板液压成形技术的无模充液拉深技术 ,利用实验和数值模拟技术对此技术进行了分析 ,验证了此项技术的可行性 ,并取得了较好的结果     

复杂薄壁微小截面环形件的充液成形技术研究

针对具有微小特征尺寸的复杂薄壁环形零件提出了轴向进给与充液胀形相结合的多级充液成形工艺方法.以通用有限元软件ABAQUS为平台建立数值模拟模型,基于建立的模型对复杂环形零件的成形工艺进行模拟,分析了液室压力加载曲线、模具的摩擦系数、开模间距等工艺条件对成形的影响,得出开模间距和液室压力是影响成形结果的主要因素,最终给出...     

液室压力对异形长法兰盒形件充液成形过程的影响

异形长法兰盒形件由于法兰面积大,拉深成形时法兰区的材料流动困难,易出现开裂缺陷。通过对比分析壁厚分布的试验与仿真结果,证明了仿真分析具有可靠的准确度。利用实验与仿真相结合的分析方法,分析异形长法兰盒形件充液成形过程中初始反胀与成形压力的影响机理,优化液室压力加载路径,建立关于初始反胀压力与初始反胀高度的工艺窗口,用于指导该类零件初始反胀参数选取。分析结果表明:异形长法兰盒形件充液成形过程中,初始反胀压力与初始反胀高度过小,导致异形长法兰盒形件凸模圆角处破裂,初始反胀压力与初始反胀高度过大,导致异形长法兰盒形件凹模圆角处破裂;最大减薄率随着成形压力的增加,先减小后增加。     

5083铝合金三通内高压成形模拟研究

为探讨5083铝合金等径正三通的内高压成形规律,采用有限元模拟首先分析了成形过程的变形情况,其次研究了壁厚以及应力、应变的分布,用成形时应力、应变的变化解释了形成厚度分布趋势的原因。模拟结果表明,支管顶部壁厚减薄,主管以及与冲头接触处明显增厚。在内高压成形的三通铝合金管在几何尺寸及壁厚分布方面,实验结果与有限元模拟值基本吻合。     

管材数控弯曲中的起皱分析与控制

针对内高压成形过程中,对弯曲件质量的严格要求,研究了低碳钢管材的数控弯管过程。采用数值模拟和实验,分析了不同弯曲半径、芯棒和管坯的间隙、芯棒位置和有无防皱块等参数对起皱的影响。结果表明,随着弯曲半径、芯棒直径、芯棒伸出量的增大及采用防皱块的情况下,管材弯曲起皱的趋势减小;在数值模拟的基础上进行了试验研究,试验结果和数值模拟结果吻合较好。采用二倍管径的弯曲半径,芯棒和管材间隙0.015D的情况下,能够有效地避免了弯曲内侧的起皱和外侧的减薄,成形出合格的副车架弯曲件,满足后续的内高压成形。     

Determination and application of stress-based forming limit diagram in aluminum tube hydroforming

The stress-based forming limit diagram（FLSD） established with limit stress is independent of the strain paths. Compared with traditional strain-based forming limit diagram（FLD）, it is more convenient and practical to use as the criterion of forming limit under complex strain paths. The forming limit of 3A21 aluminum alloy sheet was tested and its forming limit diagram（FLD） was determined. Then the FLSD of 3A21 was constituted by transformation formulas between limit strain and limit stress. This FLSD was used in conjunction with LS-DYNA finite element simulations to predict the onset of fracture and limit forming pressure in tube hydroforming. The results indicate that the fracture often occurs in the transition region between corner and straight side of the tube, and the limit forming pressure is 46.4 MPa. The simulation result agrees with the experimental result, and the FLSD is able to predict the forming limit of tube hydroforming with remarkable accuracy.