异型变径管内高压成形有限元模拟

通过建立相应的内高压成形有限元模拟模型,用Dynaform有限元分析软件进行模拟分析,研究了异型变径管成形的工艺特点、变形特征及成形参数对成形质量的影响。模拟结果表明,当变径管直径变化率较大时,自由胀形很难成形出理想成品,需采用轴向补料。采用合适的内压加载路径与轴向补料的配合方式能够显著控制起皱、破裂缺陷的产生,使较复杂的异型变径管顺利成形,成形质量较好。     

加载路径对X形管内高压成形质量的影响

借助管材液压成形仿真模拟软件,参照相关理论计算公式,探索确定仿真工艺参数。重点探讨了线性内压加载路径以及梯度内压加载路径对X形管成形质量的影响,同时分析了不同内压加载路径下,成形质量出现差异的原因。结果发现,梯度内压加载方式比线性加载方式更容易获得成形质量较好的X形四通管。     

防锈铝变径管内高压成形过程数值模拟

内高压成形技术具有诸多的优点如零件具有重量轻、刚度好、零件数量少、可减少后续机械加工和组装焊接量及成本低等, 广泛应用于宇航、汽车等工业. 采用数值模拟技术对防锈铝内高压成形过程中材料的合理流动趋势及其对最终成形结果的影响进行了分析, 并与实验结果进行了比较. 结果表明低塑性材料-防锈铝成形过程中皱纹的形成及形状是关键, 影响到成形的结果, 应采用合理的工艺参数来控制皱纹的形成.     

内压对Y型三通管内高压成形影响研究

利用数值模拟对Y型三通管内高压成形过程进行了研究,研究了87MPa～145MPa范围内5条不同内压的加载路径的成形过程,分析了过渡区内凹、支管高度不足等缺陷产生的原因和内压为116MPa时零件成形过程中典型位置的壁厚变化,以及内压对零件壁厚分布的影响。数值模拟结果表明,106MPa～126MPa为成形Y型三通管合适的压力区间,但不同内压成形的零件最小壁厚不同。     

变径管内高压成形送料区壁厚分布规律

通过力学分析和全量本构方程,推导出了变径管内高压成形送料区壁厚增厚的解析公式。该公式反映了送料区初始长度、摩擦系数、内压等参数与送料区两端壁厚差之间的定量关系,并与数值模拟获得的规律一致。结果表明,送料区两端壁厚差受送料区初始长度、摩擦系数及内压的影响,随着送料区初始长度、摩擦系数和内压的增加,送料区两端壁厚差会越来越大,即靠近送料区外端点的壁厚增加会更加明显。因此保证内高压成形得到的变径管送料区壁厚增加不明显的措施是:尽量减小送料区初始长度、减少摩擦,选择较低的成形内压。     

基于模糊控制的Y形管内高压成形加载路径优化

以薄壁Y形管为例,进行Y形管有限元建模。运用Dynaform有限元仿真软件进行内高压成形数值仿真,探讨Y形管成形规律、主要缺陷形式及缺陷产生位置;分析几何形貌参数、摩擦因数和加载路径等工艺参数对成形质量的影响。选取起皱间隙和贴模长度作为逻辑控制输入,评价成形状态;为优化Y形管内高压成形加载路径,将成形过程分为4个阶段进行模糊控制系统设计。结果表明：加载路径优化后,充模效果获得较大提升。将内高压成形工艺和模糊控制系统应用于某汽车排气系统Y形歧管,进行结构改进与成形工艺优化,获得了满足质量的合格零件。     

空心双拐曲轴内高压成形数值模拟

应用动态显式有限元法对空心双拐曲轴的内高压成形过程进行了模拟分析,研究了加载路径对内高压成形的影响,指出了在加载曲线中存在着最佳成形区间,成形压力小于20MPa时,管坯产生起皱,成形压力大于32MPa时,管坯发生开裂,只有合理的应用加载路径,成形压力介于20MPa与30MPa之间,使轴向进给量可以正好补偿径向的变形量才能获得壁厚较为均匀的合格零件。     

内压加载路径对汽车前梁内高压成形质量的影响

为了探索工艺参数对内高压成形工艺的影响,对异型截面的汽车前梁内高压成形过程进行了实验研究,材料选用3A21铝合金,采用了两类内压加载路径,对成形外观及壁厚分布进行了比较和分析。实验结果表明,低压合模高压整形的双线性加载较单线性加载路径在成形外观、壁厚分布以及防止缺陷方面优越很多。圆弧过渡区是异型截面零件最大减薄处,双线性加载情况下减薄率达到12％,是容易发生破裂缺陷的区域。     

X形管内高压成形过程的加载路径优化北大核心CSCD

加载路径对X形管内高压成形质量至关重要,只有加载路径的各参数匹配得当,才能获得合格的成形件。利用DYNAFORM软件模拟不同加载路径下X形管的成形性能。并基于Box-Behnken Design试验设计和响应面法,以内压力、轴向进给量、背向位移量以及摩擦因数为试验因素,分别建立以最小壁厚、支管高度和极限圆角半径为目标的响应面模型。通过方差分析和回归方程分析,对X形管内高压成形过程的加载路径进行设计和优化,有效地改善了壁厚分布、减小了极限圆角半径、提高了支管高度。采用软件的数值优化功能筛选出最优的加载路径,并在此加载路径下对X形管内高压成形模拟结果和试验结果进行对比,发现误差在5%以内,并且壁厚分布具有一致性,说明了该加载路径优化方法具有较高的准确性和较好的可行性。     

内压和加载路径对并列双支管内高压成形性的影响

为了获得并列双支管内高压成形工艺参数对管件成形性的影响规律,采用有限元分析和实验相结合的方法进行内压和加载路径对并列双支管内高压成形过程中支管高度和壁厚分布规律影响的研究。研究结果表明:随着内压的增大,支管高度逐渐增大,当内压为64 MPa时,管件出现破裂,支管高度为18 mm;随着内压增大支管顶部壁厚减薄率呈现增大的趋势,而支管底部壁厚基本保持为2 mm。在不同加载路径下,随着拐点内压的增大,支管高度、支管顶部壁厚减薄率及减薄速率均逐渐增大,路径3所成形的支管高度达18.3 mm。支管底部最终壁厚随着拐点内压增大基本维持在2 mm,支管底部壁厚在成形过程受拐点内压影响较小。有限元分析结果与实验结果具有较好的一致性。     

板料液压成形的数值模拟研究

首先对板料液压成形技术相关知识进行了介绍,接着以阶梯圆筒形制件的液压拉伸数值模拟仿真为例,采用DYANFORM软件来说明应用数值模拟技术对板料液压成形过程进行有限元分析的具体步骤。最后,分析了板材液压成形数值模拟的特点并对板料液压成形数值模拟技术的发展趋势进行了展望。     

管材液压成形脉动加载参数的设计及仿真

为确定变径管液压成形中的脉动加载参数,以奥氏体304不锈钢变径管为例,利用有限元分析软件建立了仿真模型,采用液压加载速度2 MPa/s并分别以复合幅值3 MPa和5 MPa、频率1 Hz和0.5 Hz的载荷进行脉动加载,根据成形零件壁厚分布的仿真结果比较分析,发现相较其他加载情况,复合幅值5 MPa频率1 Hz成形零件最大减薄率和最大增厚率明显减少,零件壁厚分布更均匀,实际加工结果验证了上述计算机辅助设计方法的可行性。     

应用JSTAMP／NV的管材液压成形案例仿真

为有效地预测管材液压成形过程中存在的问题,比如：制件在外侧过度减薄和内侧起皱,用JSTAMP／NV对汽车副车架液压成形工艺过程进行有限元模拟分析,得出各工序的仿真结果。应用逆向求解器Hystamp仅需直接指定管坯的尺寸参数、材料和弯曲工艺参数即可自动执行弯曲仿真计算并可在几秒内获取弯曲仿真的结果;应用LS—DYNA执行预成形和液压成形工序仿真的计算,需设定液压成形工序的工艺参数,包括液压加载的曲线和方向以及轴向进给位移。JSTAMP／NV能有效模拟管材液压成形工艺过程并预测成形过程中在变形区出现的屈曲、起皱和破裂等缺陷,可以为工艺试验提供指导。     

管件液压成形加载路径的多目标优化

在管件液压成形过程中,加载路径对成形过程的影响最为重要。文章给出了一种新的加载路径优化方法,即精英保留非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与成形数值模拟软件集成,实现对加载路径的自动寻优。该方法通过优化算法程序修改加载路径,自动调用数值模拟软件进行分析,在更大的解空间内自动寻找最优方案。文中以某汽车仪表板梁为例,采用该方法对液压成形中的加载路径进行优化分析。结果表明,通过该方法所获取的加载路径较通过人工寻优所获取的加载路径更趋于最优。另外,该方法一次运算能够同时获取多个Pareto最优解,可为加载路径的制订和设计人员的决策,提供更多的选择。     

拼焊板充液拉深的数值模拟研究

以差厚拼焊板拉深方盒件为例，采用板料成形分析软件Dynaform对充液拉深和传统拉深工艺进行研究和对比，发现采用充液拉深时，焊缝移动量仅为传统拉深时的3％，与传统拉深相比板料厚度增大了10．4％，且能大大提高拉深比。研究表明拼焊板充液拉深技术对实际生产具有一定的意义。     

管材内高压胀形的实验研究与数值模拟

介绍了管材无模轴压胀形的实验,研究表明,适度的褶皱有助于提高成形极限。有限元数值模拟显示,随着内压—轴压匹配模式的改变,内压增长率对褶皱的演化表现出不同的影响效果。针对管坯—模具间摩擦对T型管复合胀形成形性的影响,分别从实验和有限元数值模拟两方面进行了研究。