基于响应面法的复杂件回弹有限元模拟优化设计

由于单元多、复杂件的回弹很难预测和控制。基于应变增加降低回弹理论,采用变拉延筋阻力方法,对复杂覆盖件的回弹进行了控制研究。拉延筋阻力的预测,采用二维平面应变有限元法。考虑到拉延筋设计的困难,提出了基于数据挖掘,进行拉延筋反向设计的思想。采用响应面方法对拉延筋阻力进行了优化设计,提出采用未充分变形区的面积作为目标函数,通过响应面模型拟合得到了一个优化的阻力。采用该阻力进行模拟,发现成型件中未充分变形区得到消除,模拟发现回弹大大降低,达到设计要求。     

拉延阻力对铝合金覆盖件成形回弹影响研究

简要介绍了冲压成形回弹仿真模拟的有限元方法,并以汽车顶盖前横梁内板为例,利用DYNAFORM软件,分别进行了8种不同拉延阻力条件下汽车顶盖前横梁内板的拉延、切边、冲孔和回弹的过程进行了仿真模拟。重点分析比较了不同的成形极限图和回弹位移图的特点,并得出了拉延阻力对成形回弹的影响规律。得出的结论:对于铝合金在厚度薄、拉深深度低的汽车覆盖件应用过程中,改变拉延筋阻力的大小是最有效的改善其冲压成形回弹缺陷的方法。     

汽车覆盖件成形中拉延筋的设计与数值模拟

汽车覆盖件冲压成形中容易出现未充分变形、起皱、变薄、拉裂等缺陷。为了提高成形质量,通常在模具上设置拉延筋来控制坯料的流动,从而提高成形质量。在有限元模拟仿真中,为了简化网格划分,减少计算时间,通常采用等效拉延筋,因此给出了等效拉延筋的拉延阻力和最小压边力计算模型。使用有限元分析软件Autoform模拟了某汽车覆盖件的拉延成形,并通过改变拉延筋的几何尺寸,改善了拉延成形工艺,缩短了模具的开发周期,降低了设计成本。     

汽车前门内板冲压工艺设计与回弹补偿分析

通过分析汽车前门内板形状结构和工艺难点,确定了零件的成型方式和工序划分。对车门内板进行冲压工艺分析,明确其冲压方向,对其进行合理的工序排布。采用拉延、修边冲孔、翻边整形和冲孔分离的工艺。详细介绍了坯料设计和拉延设计方法,并利用图解方式,讲述多角筒坯料尺寸和多角筒拉延力的计算原理,通过原理图析出多角筒坯料尺寸和多角筒拉延力的计算公式,并利用相关公式对前门内板坯料尺寸和拉延力展开了具体的计算。针对车门内板闭口式工艺补充面存在的零件易起皱及稳定性差等缺陷,通过工艺技术创新,设计一种开口式工艺补充面,规避车门内板转角处的起皱问题。利用CAE软件进行成形性仿真分析,预测成形缺陷,降低调试难度,节约开发周期。通过列举具体的原因分析,阐述零件回弹的各种影响因素。结合车身对前门内板的特殊特性要求,讲述对前门内板开展回弹补偿分析的必要性。通过对前门内板各工序开展回弹补偿分析,获取全工序零件回弹区域和回弹量,并对相关区域进行反向补偿,有效提升前门内板零件合格率,同时提升车门包边总成精度,对整车DTS合格率提升有较大帮助。该研究对汽车车门内板等开闭件工艺设计和回弹补偿分析方式具有较高的参考价值。     

等效拉延筋模型在板料成形数值模拟中的具体实现

在板料成形中,为有效控制材料的流动经常需要设置拉延筋。综合权衡数值模拟的效率和精度,通常采用等效拉延筋代替实际拉延筋。论述了等效拉延筋模型的实现。首先提出了一种新的拉延筋接触搜索算法,然后具体说明了节点拉延筋约束阻力、塑性厚向应变的施加方案。利用自主开发的汽车覆盖件冲压成形模拟软件SheetForm模拟了方形件的成形过程,证明了该模型的可行性。     

拉延筋对回弹的影响机理研究

采用拉延筋影响试验、平板拉伸试验,研究了板料过拉延筋后几何参数和材料参数的变化情况,结合翻边回弹试验和回弹一维分析方法,研究了拉延筋对回弹的影响机理。研究表明,板料过拉延筋后板内的残余应力和材料的硬化是影响回弹的关键因素;等效拉延筋模型即使能提供准确的拉延阻力,一般也难以满足精确计算回弹的要求。     

拉延筋布置对某汽车零件拉深成形质量的影响

在汽车零件的成形过程中,拉延筋的方式和布置方案对零件的拉深成形质量有重要影响。本文以有限元模拟软件AutoForm为平台,以某型号汽车结构件为例,分别研究了拉深成形过程中等效拉延筋、真实拉延筋两种布置方式对零件成形质量的影响,通过对比分析模拟结果,最终确定了两种方式下满足零件成形质量的拉延筋布置方案。     

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。     

差厚激光拼焊板的拉延切边回弹特性

采用数值模拟和试验的方法,对厚度组合为1.2 mm/0.8 mm的激光拼焊板进行拉延切边工艺分析,重点就压边力大小、摩擦因数、凹模圆角等参数对回弹的影响进行研究,测量各工艺参数下拼焊板拉延切边的凸凹模圆角处的回弹角、总的回弹角和侧壁曲率,还测量出拼焊板成形中的焊缝移动和应力分布情况和分析相互联系,并与拼焊板拉延弯曲回弹进行比较。分析认为,与拉延弯曲回弹相似,压边力、摩擦因数、凹模圆角等工艺参数对拼焊板拉延切边回弹有着明显的影响,而压边力是关键因素;拼焊板拉延切边回弹和拉弯回弹都与焊缝移动有密切的关系,控制焊缝移动将有利于回弹的降低;相比之下,拼焊板拉延切边回弹比拉弯回弹要小。     

瑞风商务车托架拉延成形数值模拟及工艺参数优化

基于逆向工程建立瑞风商务车托架零件的几何模型,并基于Dynaform软件平台对不同工艺参数下该零件的拉延成形过程进行数值模拟。在此基础上,以压边力、拉延筋高度和拉延筋圆角半径作为设计变量,以零件不发生破裂为优化目标,以有限元数值模拟结果作为虚拟样本,建立目标函数的人工神经网络预测模型;将人工神经网络预测模型作为优化算法的知识源,采用遗传算法对压边力、拉深筋几何参数等工艺参数进行了优化设计。试验结果表明,数值模拟、神经网络预测和工艺优化是可靠的,从而可为制定金属板料最佳的冲压成形工艺提供一条先进、合理的途径。     

基于仿真误差补偿模型的回弹补偿新方法

模具补偿是消除汽车外覆盖件回弹的一种有效方法,采用CAE迭代计算可获得模具的补偿型面,但由于回弹仿真计算存在较大的误差,因此实际成形件与设计模型有着一定的差异。针对回弹仿真不准确的问题提出了仿真误差补偿模型,并介绍了其建立过程,在仿真误差补偿模型的基础上通过CAE迭代计算获得模具的补偿型面,由于补偿过程考虑了回弹仿真误差,因此可以大幅度地提高成形精度。试验结果表明,由新方法所得到的实际成形件与其设计模型的差异非常小。     

基于改进粒子群算法和小波神经网络的高强钢扭曲回弹工艺参数优化*

针对高强钢复杂件冲压后出现的扭曲回弹现象,运用有限元仿真软件DYNAFORM对复杂件的冲压、回弹过程进行数值模拟,提出了评价复杂件扭曲回弹程度的指标,并运用试验设计和小波神经网络代理模型方法对扭曲回弹进行了优化研究。以某弯曲梁为研究对象,以扭曲回弹为成形目标,通过正交试验设计筛选出对扭曲回弹影响较大的工艺参数作为影响因素。利用拉丁超立方对影响因素进行抽样,通过数值模拟获得样本数据,建立影响因素与成形目标之间的小波神经网络代理模型,利用改进的粒子群算法对该模型迭代寻优获得最优参数。结果表明：采用优化后的工艺参数能有效地减小该弯曲梁的扭曲回弹,该方法为减小复杂件的扭曲回弹提供一种有益的指导。     

基于CATIA的汽车覆盖件成形模拟后处理系统

基于CATIA平台提出了汽车覆盖件大规模后处理结果虚拟显示技术,采用CATIA  CAA(component  application architecture)动态响应技术、三角形面积坐标法和空间格搜索算法解决了大规模有限元模拟结果的查询响应难题,设计开发了完全集成于CATIA平台的汽车覆盖件冲压成形模拟后处理系统。该系统可以快速显示和动态查询大型汽车覆盖件冲压成形模拟中的应力、应变、厚度、收缩线、滑移线、回弹量等信息,解决了在CATIA平台上难以实现大规模CAE数据后处理的问题。     

冲压、回弹及应变速率对双相钢成形件碰撞性能影响的模拟

针对冷轧镀锌双相钢板,在完成U型梁冲压成形及回弹模拟分析的基础上,建立了闭口帽型梁的碰撞分析模型;采用映射的方法完成了U型梁的厚度、应力、应变向碰撞结构件的结果传递;在考虑冲压成形、回弹及应变速率等的情况下,对帽型梁的碰撞过程进行了模拟分析。结果表明:在碰撞过程中,由于应变速率较高,它的影响最为明显,在模型的定义过程中需要着重考虑;因为金属变形过程的加工硬化和厚度减薄等因素的影响,冲压结果直接影响碰撞过程的模拟结果;冲压后因回弹使零件内部的应力得到释放,残余应力减小,因此导致碰撞过程中产生相同的变形需要更大的外力,考虑回弹的刚性墙反力要比没有考虑时的高。     

切边工艺对冲压件回弹影响的研究

作为冲压产品生产的重要工序之一,切边对零件形状精度产生明显影响。针对目前关于切边回弹研究比较少的情况,以某矿用防爆灯灯罩为研究对象,在Dynaform平台下,对切边回弹的产生、构成、切边线位置变化及切边工序安排对冲压件形状精度的影响进行了仿真分析,研究结果认为:切边回弹一方面是由于切边导致零件形状结构变化、内应力重新分布而引起的,另一方面是因为切边线附近应力、应变状态变化而产生的。其中前者占主导地位,在冲压加工中必须予以充分考虑,后者占总体回弹比例较小,对大型、复杂冲压件拉深成形后的切边可忽略其影响;另外,切边线位置变化、切边工序的顺序安排,对零件回弹变形影响明显,实际生产中,可通过适当选择切边线位置、合理安排切边工序在整个工艺路线中的顺序来有效控制切边回弹。     

复杂型面板料件冲压仿真有限元建模技术研究

探讨了具有复杂型面的大型板料件冲压仿真有限元建模过程中的一些关键技术问题。针对此类零件具有几何形状复杂的特点 ,利用造型功能强大的三维造型软件对由扫描测量机测到的离散数据进行拟合和光顺处理 ,得到零件的精确曲面 CAD模型 ,然后通过标准数据转换接口 ,将 CAD模型转入仿真软件的前处理器中 ,再利用软件的曲面网格划分功能对其进行网格划分 ,最终建立起冲压仿真所需的有限元模型。以轿车门内板冲压仿真有限元模型建模为例 ,说明了复杂型面板料件冲压仿真有限元建模技术的实际应用。     

基于AUTOFORM的板料高强度钢零件回弹补偿研究及应用

白车身零部件在冲压成型后都存在回弹,严重影响冲压件的产品质量。传统的修正回弹方法是根据实际产品测量数据,然后修正模具,再重新试模和修正,直到符合品质要求,如此反弹调试,消耗大量的时间及人力物力。因此,精确仿真回弹量以及有效控制回弹已经成为白车身冲压领域最为关注的问题。本文利用专业分析软件,采用AUTOFORM软件对某高强度防撞梁进行了成形性、回弹分析及自动补偿计算,在实际生产中取得了显著的效果。     

Effects of variable blank holder forces and a controllable drawbead on the springback of shallow-drawn TA2M titanium alloy boxes

Springback, which occurs during stamping of shallow-drawn titanium alloy sheets, can negatively influence the stamping accuracy and reliability of follow-up assembly and welding of parts and restrict the application of titanium alloy sheets when high precision is a requirement. Therefore, accurate prediction and control of springback in titanium alloy sheets is an industrial problem that requires urgent attention. In this paper, a TA2M titanium alloy box formed via shallow drawing is used as the research object and springback control during stamping is attempted by varying the magnitude and mode of the blank holder force (VBHF) and height of a controllable drawbead. The influences of drawbead height, VBHF magnitude, and loading mode on the resulting sheet springback are determined by means of finite element simulation and experimentation to determine the best combination yielding the minimum springback. The results of this research provide a reliable reference for future efforts to form tough materials.     

板材多点成形使用弹性垫后回弹的数值模拟

利用有限元软件LS-DYNA对板材冲压成形的回弹进行数值模拟。使用3mm厚的弹性垫抑制板材成形产生的压痕,但弹性垫的使用加上板材的回弹会导致成形误差的增大。基于数值模拟的结果,提出了修正基本体群成形面补偿回弹。经过两次补偿,精度得到了很好的提高,证明该方法可以很好地补偿多点成形中的回弹。     

汽车后保险杠支架的成形工艺模拟

以板料成形非线性有限元分析软件eta/DYNAFORM为平台,对汽车后保险杠支架冲压成形进行了数值仿真.该模拟分析的计算结果表明,该零件的冲压工艺方案是合理可行的,对该产品的结构、工艺和模具设计起到了较好的指导作用.