圆锥形件拉深成形应力应变的直接积分解法

针对圆锥形件的拉深成形,在平面应力和比例加载条件下,采用参数方程的方法分析得到了变形区应变的微分方程。可在圆锥形件的凸缘区、凹模圆角区及锥壁区分别根据应变微分方程,代入相应的边界条件,采用直接积分得到应力、应变解,将应用于轴对称平面内的积分解法推广至分析圆锥形件的拉深成形问题。在凸缘区,锥角等于0;在锥壁区,锥角等于一定值;在凹模圆角区,将圆角部分的弧段分成若干个微锥段,每一微锥段都可分别作为一个小的等锥角的锥环处理。采用该方法,不仅可以计算锥形件的拉深成形问题,而且可以计算曲面形状已知的一般轴对称曲面零件的成形问题。用直接积分法替代迭代法求解非线性方程,使求解过程大大简化。 选取厚0.87mm 的ST16板材进行了拉深成形实验,以板坯内层为测量面,测量了凸缘区、凹模圆角区和锥壁区的应变分布,理论计算结果与实验结果一致。     

金属板材单点增量成形过程成形力的研究

针对45°圆锥台件的单点增量成形过程,分别通过理论解析、实验验证、ABAQUS/Explicit有限元仿真对成形过程中成形力的变化规律进行研究。在验证有限元模型正确的基础上,进一步得到轴向进给和走等高线这两部分的成形力,并对其大小和变化规律进行研究。结果表明,轴向进给时的轴向力明显大于走等高线时的轴向力,因此成形设备和成形工具的设计应充分考虑轴向进给时的轴向力。     

板材多点反复成形的残余应力分析*

基于对曲板弹塑性弯曲的理论分析,提出了适于板条反复成形应力分析的近似方法,给出了残余应力的计算公式,并对板条反复纯弯曲变形过程的残余应力进行了分析。结果表明,适当选择反复成形的加载路径,可使残余应力明显降低。     

基于ABAQUS的单点增量成形的数值分析

单点增量成形是一种新型的无切削无模具板料成形的方法,工业生产中可以缩短产品周期,节约生产成本,有着一般成形方法所不具有的优势。本文运用有限元软件Abaqus分析其主要工艺参数:工具头直径d、层间距ΔZ、板料厚度(sheet thickness)sth对单点增量成形的影响,并通过模拟仿真对增量成形反应板料厚度变化规律的正弦定律进行验证,同时分析正弦定律得出板料厚度的分布大于数值仿真的原因。根据数值仿真中板料厚度的分布提出对成形件的分区,同时分析出其应用。     

轴对称拉深成形凸缘变形区应力的解析求解

在一定的假设条件下,对轴对称拉深成形凸缘变形区的应力进行解析分析,得到以积分形式表示的应力表达式.进行恰当的变量代换后,根据积分函数符合线性变化的规律,分别利用积分中值定理和泰勒级数展开公式,简化得到径向应力的解析表达式.根据简化公式可直接计算得到任一变形瞬间凸缘变形区的应力分布,以及不同变形瞬间的凹模入口处的径向应力.采用两种简化方法计算与以积分计算得到的结果非常接近,给出的算例表明,在拉深过程中,凹模入口处的径向应力最大相对误差小于0.6％,最大应力相对误差小于0.15％.以圆筒形件的拉深成形为例,在考虑板坯在凸缘区和凹模圆角区的摩擦、及板坯在凹模圆角区的弯曲等条件下,采用简化解析公式,计算极限拉深系数,计算结果与试验值吻合较好.     

基于分层制造增量成形技术对钨钼复合成形件几何精度的影响

传统增量成形技术的研究仅针对普通金属材料,而且对影响成形件几何精度因素的研究也很少,所以针对钨钼复合材料提出了新型增量成形技术,并对影响钨钼成形件几何精度的因素进行了研究。该技术基于分层制造理念,在增量成形的多次分层弯曲过程中充分考虑了中性层的偏移,特别适合钨钼材料等高强度双金属复合材料。最后通过实验,验证了该技术的可行性,并在试验过程中研究了增量成形技术与钨钼板坯厚度变化的关系,以及加工路径和倾壁角等参数对成形件几何精度的影响。所以,基于分层制造的增量成形技术应用于钨钼复合材料具有良好的效果。     

基于响应面法的单点增量成形过程变形能优化

单点增量成形过程中的变形能对加工成本控制及工具头与材料之间的热效应和摩擦效应有直接影响。以典型圆锥形制件为研究对象,采用BBD实验方法,设计四因素三水平实验方案,利用响应面法研究工具头直径d、层间距Z、板厚t和成形角α对变形能的影响,并得到变形能的多元二次预测模型,最后以变形能最小为目标对该模型进行优化。实验结果表明：板厚对变形能的线性影响最显著,随着板厚的增大变形能增大,工具头直径越大所需变形能越大,成形角增大时所需的变形能增大;变形能最小的工艺参数组合是工具头直径4.0mm、层间距0.95mm、板厚0.57mm、成形角45°。     

基于不同失稳理论的DP780双相钢成形极限预测

采用板材综合成形试验机对DP780双相钢进行极限应变试验,分别基于C-H失稳理论和M-K凹槽失稳理论搭载Yld2000屈服准则和幂指数硬化模型对DP780双相钢成形极限曲线进行预测,并与试验结果进行对比。结果表明：基于M-K凹槽失稳理论和C-H失稳理论获得的成形极限曲线对成形极限的预测精度分别为97.97%和95.82%;初始厚度不均匀度越大,钢板表面越光滑,越有利于成形;当初始厚度不均匀度为0.992时,M-K凹槽失稳理论对DP780双相钢成形极限的预测精度最高,相对误差为0.66%,在实际冲压生产中,当初始厚度不均匀度取0.992时,该理论模型可作为获取DP780双相钢成形极限曲线的一种可靠方法。     

基于超声辅助对TA1板材渐进成形性能的研究

钛及其合金因具有小密度、高比强度、且具有较好的生物相容性等优点,被广泛应用各个领域。将超声辅助渐进成形工艺应用到TA1钛合金板材的渐进成形过程当中,利用Abaqus有限元软件模拟超声辅助渐进成形的过程,并分析了在成形过程中成形力减少的原因,研究了不同的振动参数和工艺参数对TA1钛合金板材成形力影响的规律。结果表明,超声振动可显著降低成形过程中的成形力,为超声振动应用于TA1钛合金板材的渐进成形提供了相关依据。对拓展钛合金板材渐进成形工艺应用具有重要意义。     

基于可用容量估算和电量增量曲线的安时积分荷电状态估算方法

荷电状态(State of Charge,SOC)估算是电动汽车电池管理系统的重要功能之一,安时积分因其计算简单、不依赖具体电池模型的优点而广泛应用于SOC估算,但电流传感器的累计误差和电池可用容量误差会使SOC估算误差越来越大.从导致安时积分估算误差的原因出发,首先利用最小二乘法对电流传感器进行校准,然后利用温度和可...     

基于数控渐进成形技术的车身装饰件成形工艺

基于数控渐进成形技术进行板科成形工艺研究,提出完整的渐进成形工艺规划,并将其成功应用于车身装饰件成形.对影响成形的主要参数成形工具头直径d和每层进给量△h进行了分析.为今后完善和发展金属板料数控渐进成形技术起到重要作用.     

回转体金属板料渐进成形制件残余应力研究

内部残余应力分布是影响成形制件品质的重要因素。通过分析金属板料渐进成形制件内部残余应力产生的原理,建立其残余应力的测量评价方法,研究制件内部残余应力性质及分布规律,进而提出残余应力对成形制件品质的影响,制件内部分布的残余压应力可以明显提高金属抵抗疲劳的能力。试验结果表明,针对回转体金属板料渐进加工制件,其内部存在着残余应力,性质为残余压应力,大小随制件轮廓半径的增大而减小,且与制件轮廓半径呈非线性关系。     

金属板材数控单点渐进成形加工轨迹优化研究

提出一种对金属板材数控单点渐进成形的加工轨迹优化及成形压头压入点沿工件轮廓均布处理的方法。解决了工件局部的凹陷与破裂问题，提高了板料数控渐进成形的质量。     

刀具路径对单点渐进成形的影响

在单点渐进成形技术中,刀具路径是加工时刀具在空间中的运动轨迹。本文使用有限元分析软件ANSYS／LS—DYNA模拟了刀具路径对渐进成形过程的影响。模拟结果表明：当刀具四点压下时,模拟的轮廓曲线对称性最好,底面上凸的幅度较小;同时,板材的最大等效应变和主要变形区节点的塑性应变较小,板材连续逐层变形能力较好。     

基于PMAC的钣料渐进成形机数控系统设计与开发

钣料渐进成形技术是国际上一种新型的钣料数字化制造技术,具有能快速成形复杂形状金属钣件的特点.在分析钣料渐进成形原理的基础上,根据渐进成形过程中成形工具在金属钣料表面的运动与普通铣削运动相似的特点,研制了一种基于PMAC运动控制卡的钣料渐进成形数控系统,它以通用的Windows操作系统作为开发平台,同时具有良好的硬件和软...     

[成形质量的闭环与自适应控制技术]具有开放几何特征钣金件渐进成形的回弹控制与补偿

实现了具有开放几何特征钣金件的渐进成形。提出采用工艺参数优化、多道次渐进成形和轨迹补偿等方法提高钣金件的几何精度。设计了多道次渐进成形方法的中间构型,目的在于增大材料塑性变形并减小几何偏差。采用层切法轮廓轨迹形成两道次成形中第一道次的构型,为了防止第一道次成形时出现破裂,将非固定方向的成形角度设定为75°,第二道次将非固定方向的板料完全成形。采用基于几何补偿的两道次渐进成形方法可以将开放几何特征钣金件的几何偏差控制在0.5 mm左右。     

金属板材数字化渐进成形技术研究现状

金属板材数字化渐进成形技术是国际上刚刚兴起的一种柔性成形技术。介绍了数字化渐进成形的原理、特点及其工艺过程,综合分析了近年来数字化渐进成形技术的研究成果,重点对渐进成形的工艺规划及成形轨迹的优化、对板材成形性能的影响、成形过程的数值模拟、成形精度等方面进行了较系统的归纳和总结,列举了大量的国内外工艺应用及设备情况,探讨了数字化渐进成形技术的发展趋势和有待进一步研究的若干课题。     

基于有限元复杂回转体渐进成形过程研究

数字化渐进成形技术是一种新兴的金属板料柔性成形技术。通过有限元数值对其成形过程模拟,能够对渐进成形的研究起理论指导作用。利用有限元分析软件LS-DYNA对金属板料渐进成形的过程进行了模拟。根据试验特点建立了相关的有限元模型,对其中工具头的运动轨迹和加载方式进行了简化,同时根据实际成形特点建立了边界条件和约束,保证了模拟的真实性,并据此模型分析了成形过程中板料上的应力、应变分布特点。     

基于韧性断裂准则用有限元方法预测镍涂层薄钢板的成形极限

首先通过拉伸试验,得到了镍涂层薄钢板和低碳钢薄板的材料参数,然后利用有限元软件Abaqus/Explicit对镍涂层薄钢板的冲压成形过程进行了有限元模拟,得到了涂层和基体在冲压变形过程中的应力、应变以及断裂的初始位置及厚度分布,并通过Oyane韧性断裂准则预测了镍涂层薄钢板的成形极限;并将韧性断裂准则的理论计算、试验结果与有限元计算结果进行对比。结果表明:Oyane韧性断裂准则能够较好地预测镍涂层薄板的成形极限和失效的初始位置,预测值与试验值相差较小。