轴向补料量对扭力梁内高压成形质量的影响

研究了轴向补料量对CP800材料扭力梁内高压成形质量（成形壁厚分布和成形精度）的影响,结果表明：轴向补料能改善扭力梁的壁厚分布和成形精度,但补料过多会导致连接区起皱,影响其成形质量;当轴向补料量为12 mm时,最大减薄率为8.3%,整个扭力梁的尺寸精度都在0.5%以内,满足零件的设计要求。     

大径厚比不锈钢弯管内胀冷推弯成形数值模拟及实验研究北大核心CSCD

通过对规格为Φ70 mm×2 mm的不锈钢管进行内胀冷推弯成形数值模拟和实验研究,讨论了管坯结构、聚氨酯填块填充方式、反推力大小及润滑方式对弯曲角度为118.5°的大径厚比不锈钢弯管成形质量的影响。结果表明:管坯采用补偿端头结构可有效抑制弯曲内侧的材料堆积增厚,降低弯曲内侧的起皱风险;与冲头相接触的聚氨酯填块厚度为30 mm、其余聚氨酯填块厚度为15 mm时,填块的支撑效果更好且更有利于力的传递;反推力会影响内压及材料流动,反推力过小时,管坯内压不足,弯曲内侧不贴模且出现起皱现象,反推力过大时,摩擦力也相应增大,不利于内侧材料流动,会导致材料堆积引起管壁弯曲内侧起皱;弯管成形时摩擦力直接影响材料流动,采用分区域润滑的方式可改善管壁弯曲内侧的材料流动,有效减小管壁弯曲内侧的起皱风险,并有利于提高直端推出量。     

管坯预弯轴线设计对DP800管件低压液压成形起皱的影响

以大径厚比液压成形翼子板支撑构件为研究对象,结合模拟仿真分析,在液压成形工艺参数一定的情况下,研究了不同管坯预弯轴线与零件中心线的偏差值对弯曲起皱的影响,并通过样件调试验证了模拟仿真结果的正确性。研究结果表明:DP800超高强钢车身件在低压液压成形工艺过程中,弯曲内侧轴线压应力与管坯预弯轴线和零件中心线的偏差值呈正相关,偏差值越大,压应力越大;当轴向压应力与材料屈服应力的比值达到1.3时,易导致弯曲内侧失稳起皱;同时,预弯轴线与零件中心线的偏差值越大时,起皱凹陷深度及尺寸轮廓度偏差值也越大。     

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,来研究不同加载压力对最终零件成形效果的影响。在有限元模拟的基础上,对工艺试验中出现的零件起皱与破裂等失稳现象进行分析,并对不同阶段进行工艺优化,最终得到该零件的最优低压预成形压力为4 MPa、最优补料压力为14 MPa。根据优化参数最终制得合格零件,验证了优化参数的可行性。     

复杂三维扭曲空心叶片充液压制工艺

针对一种航空发动机复杂三维扭曲空心叶片进行充液压制工艺研究。通过有限元分析软件对空心叶片充液压制过程进行数值模拟，探究管坯长度、密封推头结构和充液压力对GH4169高温合金薄壁管充液压制成形过程中的管坯贴模情况、壁厚及尺寸的影响，并进行试验验证。结果表明：管坯长度越短，管坯两端的材料越容易向中间流动，管坯易起皱。采用锥形密封推头有效改善了材料流动，可实现管坯简单、有效的密封。采用充液压制工艺可使管坯在较低的充液压力下成形出小半径圆角。当管坯长度为240 mm、充液压力为9 MPa时，管坯的贴模性较好，最小圆角半径为1.0 mm,最大壁厚减薄率为4.1%。试验结果和数值模拟结果一致，成形出的空心叶片表面质量良好，壁厚均匀、减薄小，满足尺寸精度要求，达到了复杂三维扭曲空心叶片短流程、低成本、高精密成形的目的。     

基于DYNAFORM的内高压成形中预成形工艺改进

对复杂形状空心构件内高压成形工艺进行了数字模拟研究。采用有限元模拟,对矩形截面空心零件弯曲部位在内高压成形过程中产生起皱、破裂等缺陷进行了分析;针对矩形截面空心件弯曲部位,提出采用椭圆截面充液预成形的方法,控制起皱、破裂缺陷的产生,成形质量较理想。并通过试验进行了验证,采用较低压力可以改善内高压成形过程中材料的分布、提高材料的成形极限、控制缺陷产生并提高产品质量。     

汽车前指梁多工步成形模拟及试验研究

基于有限元分析软件eta/DYNAFORM,对汽车前指梁的弯曲成形、预成形及内高压成形工艺过程进行了数值模拟。在弯曲成形工步中,研究了管坯各个弯曲位置在相同弯曲半径、不同弯曲角度下的壁厚分布;在预成形工步中主要分析了预制坯形状对前指梁内高压成形的影响;在内高压成形工步中,研究了优化后的预制坯形状对最终成形零件成形缺陷的影响。基于有限元模拟结果,分别进行了弯曲成形、预成形和内高压成形试验。研究结果表明:预制坯形状是决定前指梁内高压能否顺利成形的重要因素;通过改变预成形模具的结构形式,可以得到合理的预制坯形状,避免内高压成形过程中缺陷的产生。实际成形试验结果与数值模拟结果基本一致。     

汽车底盘纵梁多工步成形数值模拟及试验

采用有限元分析软件,对汽车底盘纵梁的弯曲成形、预成形及内高压成形工艺过程进行了数值模拟。研究内容为,在弯曲成形工步中,管坯各个弯曲位置在相同弯曲半径、不同弯曲角度下的壁厚分布;在预成形工步中,管坯压扁过程中弯曲位置的减薄问题;在内高压成形工步中,优化后的压力加载路径对最终成形零件壁厚的影响。基于有限元模拟结果,分别进行了弯曲成形、预成形和内高压成形试验。结果表明,弯曲成形、预成形和内高压成形弯曲叠加处最易破裂;通过改变模具圆角半径可避免破裂缺陷。实际成形试验结果与数值模拟结果基本一致。     

大径厚比非对称5083铝合金弯管充液弯曲成形

针对大尺寸大径厚比非对称铝合金薄壁弯管弯曲成形过程中的起皱难题,提出了两端仅压板约束、两端固定约束、两端采用封头3种充液弯曲成形方案,通过有限元数值模拟分析了管件的起皱缺陷、壁厚分布以及应力状态,并进行了实验验证。研究表明:采用两端仅压板约束时,压板与管材之间的摩擦力提供的管材轴向拉应力较小,只有当充液内压大于3.6 MPa时,才能消除起皱缺陷;采用两端固定约束和两端封头时,可在较低充液内压下成形出合格的大径厚比非对称的铝合金弯管件,其原因为:轴向约束与封头均会使管坯内产生轴向拉应力,其平衡了弯曲过程中产生的内侧轴向压应力,从而避免了起皱缺陷的产生。     

难成形材料复杂型面零件充液成形失稳控制研究

探讨了充液成形过程中,关键工艺参数之一的液室压力大小对起皱和破裂两种失稳现象的作用和影响规律.从应力、应变、减薄率和FLD曲线等方面研究了液室压力对起皱和失稳现象的影响.首先模拟液室压力为12 MPa时的成形过程,分析了起皱的原因,再通过加大压力对起皱进行控制;而后模拟液室压力为35 MPa时的成形过程,分析了破裂的原因,再通过减小压力对破裂进行控制;最后利用难成形航空材料2B06-M进行实验验证,得到了成形此零件的合理压力范围18～25 MPa.     

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。     

深腔类盒形件充液成形技术研究

充液成形技术是一种有效提高材料成形极限的方法。针对深腔类盒形件相对拉深高度大、常规拉深成形多道次、成形质量差的问题,通过分析盒形件充液成形过程中易出现失稳的原因,设计了带预胀充液成形的技术方案。针对高盒形件充液成形过程中出现的凹模圆角侧壁破裂、法兰区起皱等失稳形式进行数值模拟分析,得到了较为合理的工艺参数。并通过工艺试验分析了成形过程中压边间隙、液室压力、初始反胀等因素对零件成形性能的影响,最终得到了高质量的成形零件。     

大径厚比不锈钢管小弯曲半径推弯成形缺陷影响因素研究

针对Φ60 mm×1 mm的1Cr18Ni9Ti薄壁管进行推弯成形数值模拟和试验,研究了其1D弯曲半径推弯成形缺陷。讨论了管坯α坡口的大小、聚氨酯填块厚度和硬度、反推力大小以及润滑方式对推弯成形缺陷的影响。结果表明,α角增大,有利于弯管内侧材料的流动,减少弯管弯曲内侧起皱的风险;聚氨酯填块的厚度小、硬度不足,易引起弯管起皱与端口畸变;当反推力F_2增大到70 MPa时,弯管与模具间的摩擦力增大,管的弯曲内侧起皱;反推力F_2减小为20 MPa时,支撑弯管的内压不足,导致弯管失稳塌陷与端口畸变;对小弯曲半径管推弯成形采用差异化润滑,能抑制起皱和端口畸变。模拟结果与试验结果较为吻合。     

大径厚比薄壁变曲率构件充液拉深成形技术

为提高大径厚比变曲率薄壁件的成形质量,对充液拉深技术开展了分析,利用CAE技术和试验相结合的方法,分析了充液拉深过程中材料变形机理和工艺参数的影响规律.为成形良好产品,分析了板料尺寸、液室压力及圆角半径等参数对成形的影响,并通过试验得到优化的工艺参数,同时设计了带α角的分体模具结构,实现了降低压边力、减小起皱风险、减少...     

汽车前梁内高压成形工艺分析

传统汽车前梁的制造一般是板料冲压成形,它的缺点是成形工序多,模具结构复杂。内高压成形汽车前梁具有工艺简单,生产费用低,成形零件强度与刚度高的优点。采用有限元分析方法对汽车前梁内高压成形过程进行了模拟分析,研究了预弯曲形状和内高压压力对零件成形质量的影响。结果表明:坯料形状对零件胀形质量有重要影响,完全预弯成形后零件胀形质量较好;内高压压力过大会使零件破裂,过小会造成胀形不足;当内高压压力为70 MPa时,可成形出质量较好的零件。     

预弯工艺参数对UOE焊管O成形的影响

采用有限元分析方法研究了焊管UOE成形技术预弯工艺参数——预弯弧度和预弯半径对O成形的影响。研究发现,预弯工艺可以改善板料O成形后的曲率分布,在预弯弧度大于25°时,O成形后管坯的边缘直边现象得到明显改善。随预弯弧度的增加,O成形后的管坯曲率逐渐趋于均一,但是成形载荷随预弯弧度的增加而增加。预弯半径为焊管名义半径的1.0～1.3倍时,可以获得较好的形状,过大或过小都会使O成形后管坯的曲率沿弧长方向急剧变化。在相同压缩率的情况下,在上述合理的预弯半径范围内所需成形载荷较大,但是在相同变形载荷下,采用上述预弯半径仍然可以优先获得较好的形状。     

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。     

汽车前梁多道次内高压成形

基于动力显示有限元软件eta/DYNAFORM,以汽车前梁为例,开展了回转拉伸弯曲和模具压弯多道次内高压成形工艺过程数值模拟。结合各种成形工艺下汽车前梁内高压成形极限图,分析其成形质量。在此基础上进行管坯回转拉伸预弯曲和内高压成形试验,给出了典型截面的壁厚分布,并与模拟结果进行了比较。研究结果表明,模拟结果与实验结果相一致。预弯曲成形后,管坯壁厚分布对内高压成形结果中壁厚分布具有一定的影响。多道次内高压成形模拟能够提高内高压成形模拟精度。管坯模具压弯的壁厚分布较回转拉伸弯曲的壁厚分布好,利于汽车前梁内高压成形性能提高。     

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。     

关键工艺参数对铝合金斜法兰非轴对称盒形件充液成形的影响

铝合金斜法兰非轴对称深腔盒形件成形过程中受力变形复杂。通过理论分析计算、有限元分析软件Dynaform的数值模拟及试验,对成形工艺进行了优化。针对该零件充液拉深过程易出现的破裂、起皱现象,研究了预胀形高度、预胀形液室压力、液室压力加载路径对零件法兰最高处D侧与最低处B侧凸模圆角区域在板料成形过程中壁厚变化的影响。结果表明,预胀形高度越高或预胀形液室压力过大,零件B侧与D侧凸模圆角在成形后壁厚减薄越严重;预胀形高度过低也会导致D侧凸模圆角在成形后发生严重减薄。预胀形结束后,液室压力加载过快,易发生褶皱,达到临界液室压力后,可以有效抑制板料壁厚过度变薄。