基于液压成形的高强钢回弹分析研究

以大梁加强板为研究对象,基于Dynaform成形仿真软件对比液压成形与传统冲压成形对高强钢的回弹影响,并比较液压力、压边力对板料液压成形的回弹规律。结果表明:相比传统冲压成形,液压成形在截面1与截面2处最大回弹分别降低了46.1%与48.8%;液压成形工艺下,压边力与液压力的变化在零件不同截面及不同测量处的回弹规律不同。     

混合压边液体内向流动动态充液拉深

为抑制液体内向流动动态充液拉深中凸缘增厚而造成的拉深阻力急剧增长,提出混合压边液体内向流动动态充液拉深新方法。对定间隙下设定恒定压边力的混合压边充液拉深压边形式实质进行分析,采用有限元研究混合压边方式下压边间隙、压边力以及径向压力的变化对成形过程的影响。研究结果表明:定间隙下设定恒定压边力的混合压边充液拉深压边形式的实质是设定压边间隙和设定压边力压边方式的混合;采用混合压边方式可以降低实际最大压边力,降低凸缘区的摩擦阻力,减少第二个谷底点的减薄率;压边力影响零件直壁部分壁厚分布,较大的压边力得到的零件直壁壁厚较薄;压边间隙的变化影响成形零件直壁壁厚分布,较小的压边间隙成形零件直壁较薄,第二个谷底点越接近零件底部。     

板材充液拉深动态加载系统开发与应用

液室压力和压边力加载路径是充液拉深工艺中决定零件成形质量的关键工艺参数。针对传统被动加压方式加载路径单一,液室压力较低,不能满足复杂结构零件和高强度材料的成形要求,提出采用闭环控制技术实时调节液室压力和压边力的动态加载方式。设计可控压边和高压增压系统,并应用基于上、下位机的检测控制系统实时调节凸模速度、压边力和液室压力满足设定的工艺参数。在动态加载系统上进行异型结构不锈钢零件的充液拉深试验,动态加载路径下试验件一次整体成形,且表面质量好,贴模精度高。结果表明,充液拉深动态加载系统能够实现复杂加载轨迹和局部高压,适用于复杂结构和高强度材料零件的成形制造。     

压边力对拼焊板成形性能的影响研究

成形性能下降是拼焊板成形中难以解决的实际问题。运用Dynaform软件对拼焊板冲压成形进行数值模拟,分析拼焊板在整体式压边圈下的冲压成形效果,提出分瓣式的压边圈方案,通过对薄厚两板加载不同的压边力,研究不同压边力组合条件下拼焊板成形中的最大主应力值、厚度最大减薄率与增厚率以及焊缝移动量。结果表明:整体式压边圈的成形效果不是很理想,采用分瓣式的压边圈,得出不同压边力组合对拼焊板成形性能有显著的影响,厚侧板料比薄侧板料更大的压边力,有利于降低薄侧板料的应力集中,减少厚侧板料的起皱,但会加剧焊缝的移动量。     

新型电磁压边拉深模具的设计与仿真

提出了一种新型电磁压边薄板拉深模具,压边力由电磁力替代了传统的液压力或机械压力。建立了电磁力与压边力的数学关系,提出了励磁电流的控制方法,为得到电磁压边系统中电磁力的分布情况,运用ANSYS/Multiphysics软件进行了数值模拟。根据电磁压边装置及传统压边装置的压边力特点,建立了3条变压边力曲线,运用ANSYS/LS-DYNA软件对筒形件拉深成形过程进行了数值模拟,证明电磁压边拉深模具可以较好地抑制拉深过程中的起皱与减薄。     

盒形件充液拉深成形工艺优化及试验研究

本文主要研究充液拉深成形技术在复杂异形长法兰类盒形件成形过程中的应用,首先对该类零件的材料进行了力学性能和成形性能测试分析,获取材料的成形极限,确定了充液拉深成形方案;建立了盒形件的有限元仿真模型,模拟了盒形件在充液拉深成形过程中材料的壁厚变化情况,通过成形缺陷分析对关键工艺参数低压充液时间TLP、整形时间TIP、最大压边力Fmax、液体流速Vel％,最大成形力Pmax及时效时间Tw等进行了重新设计,并通过数值模拟和试验验证相结合的方法优化了工艺参数;最终,完成了盒形件充液拉深成形流程再造,确定出最优的工艺参数,并成功实现盒形件的充液拉深成形,使其制造效率和产品质量大幅提升,为低塑性、难变形材料盒形件的批量制造奠定了工艺基础.     

卡车用铝镁合金油箱盖板拉深成形的有限元模拟

以某卡车用AA5754铝镁合金油箱盖板为研究对象,利用DYNAFORM有限元软件对其拉深成形过程进行有限元模拟,研究了板料厚度、模具间隙及压边力对最大减薄率的影响,并进行了试验验证。结果表明:油箱盖板最大减薄率随着板料厚度及压边力的增大而增加,随着模具间隙的增大而减小;最大减薄率及最大增厚率的模拟值与试验值的相对误差分别为7.85%与9.48%,验证了有限元模拟的准确性;通过有限元模拟,将板料的厚度从3mm降至2.5mm。     

数值模拟的双层金属板拉深成形工艺研究

某轿车排气歧管保护罩采用双层镀铝钢板同步拉深工艺制成,为获得最佳成形工艺参数,避免拉深时产生严重减薄及起皱现象,采用Dynaform软件对双层金属板同步拉深成形过程进行了有限元数值模拟,分析了压边力对拉深成形过程的影响,获得了不同压边力下保护罩内、外层板的壁厚减薄与增厚分布规律。结果表明,与单层板拉深成形相似,对于复杂型面双层金属板拉深件而言,单纯增加压边力并不能完全避免拉深过程中的起皱现象;采用压边力及合理布置拉深筋,可以保证内、外层板材料塑性流动均匀,有效抑制起皱、拉裂等缺陷。根据数值模拟结果进行了产品试制,获得了质量合格的拉深件。     

基于CAE技术的覆盖件冲压工艺正交试验

在CAE技术进和正交试验的基础上,研究了车用侧墙板冲压成形过程中压边力、摩擦条件、拉深筋三种主要的工艺参数对零件成形质量的影响。采用综合加权评分法分析了最大减薄率和变形不充分性数据,在此基础上进行了工艺参数的多目标优化,研究结果表明工艺参数中摩察系数对侧墙板零件减薄率和变形不充分性的综合影响最为显著,由正交试验得到的优化方案在减小最大减薄率同时兼顾零件变形不充分区域比例较小。     

液体辅助压边周向充液拉深

为了克服液压辅助压边中橡胶膜易破损和发挥径向压力对提高板料成形极限的作用,提出液体辅助压边周向充液拉深新技术。将液池内液体通过增压活塞增压后,加载到毛坯凸缘上表面和凸缘边缘实现液体直接压边和高于液池压力的径向压力辅助拉深;采用导流孔将毛坯边缘的液体引至板料凸缘下表面部分区域,缩小液体实际压边区域,减少凸缘区摩擦阻力。初步试验验证该方案可行有效后,用有限元法对成形过程进行研究,并得到合理的工艺参数。通过试验建立极限拉深比和增压比的成形区域。研究表明:拉深得到的零件壁厚分布存在两个谷底值,分别对应冲模力的两个峰值;增压活塞增压比的增大影响成形零件的壁厚分布,较大的增压比下拉深得到的零件壁厚也较大;当液池压力18MPa时,采用2.4倍的增压活塞,得到拉深比达2.86的铝合金2A12O杯形件。     

半球形件拉深压边力数值模拟与优化

针对半球形零件,利用有限元分析软件Dynaform研究了不同恒定压边力对拉深件成形质量的影响,确定了压边力的安全区域。采用6条变压边力控制曲线分别进行模拟。结果表明：采用开口向上的抛物线形变压边力控制曲线,半球形件的质量最好,厚度分布比较均匀,最大增厚率和减薄率分别为22.4%和12.2%。采用数值模拟得到的结果对半球形件拉深的实际生产有一定的指导作用。     

火箭贮箱箱底充液拉深成形工艺的多目标优化

充液拉深成形技术能实现大型贮箱箱底的整体成形,然而成形件的质量受到许多工艺参数的影响。针对大型贮箱整体箱底构件充液拉深成形的起皱和破裂缺陷,以预胀压力、液室压力、压边力、压边圈圆角半径等工艺参数为研究对象,建立多目标优化模型。对贮箱箱底成形过程进行模拟,在此基础上,使用拉丁超立方采样法获得样本数据。采用克里金插值法(Kriging)和径向基函数(Radial basis function, RBF)建立工艺参数和质量指标之间的代理模型。利用NSGA-III算法和粒子群算法(Particle swarm optimization, PSO)确定了贮箱箱底达到目标(壁厚减薄率最小、破裂趋势最小、法兰边起皱最小、起皱趋势最小)时的最优工艺参数。最后通过实验验证了方法的有效性和结果的准确性。     

汽车引擎盖外板拉延成形工艺参数优化研究

针对汽车引擎盖外板拉延成形容易产生起皱、破裂、拉延不充分等缺陷的问题,对影响引擎盖外板成形质量的工艺参数进行了研究。运用单因素变量法,研究了压边力、凸凹模间隙、摩擦因数、拉延筋高度、冲压速度对引擎盖外板拉延成形的影响;提出了一种基于正交试验法和极差分析法,以最大减薄率为优化目标,获得了最优工艺参数组合,确定了各因素对引擎盖外板最大减薄率影响主次顺序的优化方法,并对试验结果进行了方差分析,得出了影响最大减薄率的显著因素;应用优化后的工艺参数进行了模拟仿真,获得了良好的拉延成形效果。研究结果表明:使用最优工艺参数组合进行试模,获得的引擎盖外板最大减薄率为19.585%,最大增厚率为1.047%,成形质量较好;应用基于正交试验法的数值模拟技术能够提高引擎盖外板成形质量,减少试模次数、缩短生产周期、降低生产成本。     

椭圆截面管件充液压制变形与应力分析

预成形是内高压成形的关键工序,预制坯的形状直接影响到后续内高压成形的缺陷与壁厚分布。针对管件无内压支撑压制时因失稳导致的预制坯截面凹陷与尺寸不可控等问题,提出管件充液压制成形方法。对椭圆截面管件充液压制成形过程进行应力分析与试验研究,将充液压制与传统压制进行对比,分析充液压力和下压量对管件截面应力、壁厚及尺寸的影响。结果表明:管内充液可有效改善压制管件等效应力分布情况,充液压力越大,等效应力分布越均匀;相比于传统压制,充液压制过程中椭圆截面的壁厚变化并不明显,最大减薄处位于直壁部分中间区域,当充液压力为15 MPa时,其最大减薄率为2%;随着充液压力的增大,管件直壁部分的凹痕缺陷逐渐平复消失。     

基于Dynaform的螺旋底外壳件液压拉深成形仿真技术研究

用Dynaform有限元仿真软件对汽车制动器螺旋底外壳件液压拉深成形过程进行了模拟,详细阐述了液压拉深成形仿真技术在制动器外壳件液压成形中的应用具体步骤,分析了压边力和液体压力对阶梯形件成形品质的影响。研究结果表明,合适的压边力和液体压力能防止制动器螺旋底外壳件拉深缺陷的发生。     

薄板成形电磁压边技术研究进展

薄板成形包括拉深、弯曲、充液成形、电磁成形等工艺,在汽车、家电等领域得到广泛应用。作为影响薄板成形过程和产品质量的关键因素,压边力控制始终是学术界和工业界研究的热点。以近年来出现的新型薄板成形电磁压边技术为对象,从技术基础理论、成形过程中电磁场变化规律、模具技术及电磁压边实验研究等方面,对其研究进展进行了阐述。现有研究成果表明,该技术在抑制起皱、过度减薄(破裂)等方面均可获得良好效果。     

基于数值模拟的筒形件多道次拉深工艺与实验研究

分析了开水煲外壳零件成形的工艺特点,采用有限元分析软件Dynaform对其多道次拉深成形过程进行了数值模拟。首先确定出该零件合理的拉深系数分配,并在此基础上,选取影响最终成形质量的主要因素压边力、摩擦系数、模具圆角半径等为优化变量,通过正交试验,分析了零件关键位置的最大变薄率及表面质量情况,对上述工艺参数进行了优化。通过实践生产验证,经工艺优化后的成形零件质量得到一定程度的提高,取得了满意的结果。     

封头零件拉深工艺的模拟和改进

应用Dynaform软件模拟分析了封头零件拉深工艺参数对成形质量的影响,提出采用拉延筋改进现行工艺的方 案,可明显提高材料利用率、降低压边力和提高零件成形质量。     

汽车制动器外壳液压深拉成形的数值模拟

液压成形能显著降低成本和提高制件质量,在汽车制造领域中将广泛采用。文中用Dynaform有限元仿真软件对汽车制动器外壳液压深拉成形过程进行了模拟,分析了压边力、液体压力、毛坯形状、压边间间隙对制动器外壳件成形质量的影响。研究结果表明,合适的压边力、液体压力、毛坯形状、压边间间隙能控制制动器外壳件拉深缺陷的发生,可获得好的壁厚分布,能实现一次成形成功的成形区域,为今后此类型的制动器外壳件液压成形生产提供了技术指导。     

拼焊板覆盖件成形过程中的焊缝移动和成形性能

焊缝移动以及与此相关的成形性能下降是拼焊板覆盖件零件成形过程中需要解决的难题。推导了横向受拉情况下拼焊板焊缝移动量的计算公式;在分析汽车门内板零件特点的基础上,确定拼焊板材料和焊缝位置,提出“阶梯压边圈”和“阶梯压边圈 焊缝夹紧柱”两种控制焊缝移动的工艺方案;应用动力显式数值模拟软件,分析了阶梯压边圈和焊缝夹紧柱对焊缝移动量的影响;通过减少焊缝移动量,在成形极限图、应力分布、应变分布和厚度减薄率这四个方面改善拼焊板的成形性能。