A Modified Mroz Model for Springback Prediction

A new anisotropic material hardening model is introduced in this study for springback simulation. It is modified from the Mroz multi-yield surface hardening model and incorporated more realistic Bauschinger effect for cyclic loading and anisotropic yield surfaces for sheet metals. The model is targeted for sheet metal forming simulations where the accurate springback predictions are important, and where materials have more rapid hardening characteristics and ability to sustain higher stresses such as so-called advanced high-strength steels (AHSS). The constitutive integration algorithm is derived and it is numerically implemented in the commercial FEA code via a user-material subroutine. The new model is applied to a U-channel forming test with DP600 steel. Experiments are conducted and springback results are compared with numerical prediction to demonstrate the new model’s effectiveness. This article was presented at Materials Science & Technology 2006, Innovations in Metal Forming symposium held in Cincinnati, OH, October 15–19, 2006.     

影响板料成形回弹数值模拟精度的因素分析

分析了影响板料回弹精度的数值模拟因素：屈服准则、硬化模式、单元技术及有限元数值计算方法。研究结果表明各向异性屈服准则Barlat89更接近于材料的实际屈服行为;对于具有Bauschinger效应的材料及复杂加载问题,采用非线性混合强化材料模型预测板料回弹量的精度最高;由于实体壳单元具有实体单元和壳单元的优点,预测回弹模拟结果精度高。研究还表明,在时间允许的条件下,采用较小单元尺寸模拟精度高。     

车用铝合金板材回弹规律研究

在车用铝合金材料的成形加工过程中,回弹是主要的成形缺陷之一并且较难控制。本文对车用6061铝合金板材进行了室温拉伸试验获得其应力-应变曲线并建立改进的Johnson-Cook本构模型。该模型被应用于V形弯曲试验的有限元仿真中,研究不同各向异性屈服准则对板料回弹预测精度的影响,仿真结果表明应用YLD2000-2d屈服准则时其预测精度较高,同时也验证了该模型用于回弹分析的有效性。进一步探究不同因素如变形程度,冲压速度,摩擦条件,压边力等对铝合金板材回弹行为的影响规律,并应用于铝合金发罩内板的冲压成形过程,能够有效减小工件的回弹。     

Springback prediction for incremental sheet forming based on FEM-PSONN technology

In the incremental sheet forming (ISF) process, springback is a very important factor that affects the quality of parts. Predicting and controlling springback accurately is essential for the design of the toolpath for ISF. A three-dimensional elasto-plastic finite element model (FEM) was developed to simulate the process and the simulated results were compared with those from the experiment. The springback angle was found to be in accordance with the experimental result, proving the FEM to be effective. A coupled artificial neural networks (ANN) and finite element method technique was developed to simulate and predict springback responses to changes in the processing parameters. A particle swarm optimization (PSO) algorithm was used to optimize the weights and thresholds of the neural network model. The neural network was trained using available FEM simulation data. The results showed that a more accurate prediction of springback can be acquired using the FEM-PSONN model.     

基于Yoshida-Uemori硬化模型的高强钢冲压件回弹预测研究

基于LS-DYNA软件对高强钢薄板零件的冲压成形进行仿真分析与回弹预测,研究了不同材料硬化模型对回弹预测精度的影响。在仿真分析中应用各向同性硬化模型和考虑包申格效应的Yoshida-Uemori随动硬化模型,将模拟回弹值同试验回弹量进行比较,验证了Yoshida-Uemori材料模型在高强钢回弹预测中的可靠性,为实际生产中模具设计及修正提供理论指导。     

DP980高强钢U形弯曲实验与数值模拟

为了评估DP980高强钢材料的成形与回弹特性,通过加载-卸载实验与单向拉伸-压缩循环加载实验,获得了考虑包申格效应的吉田-上森硬化模型参数,并对DP980高强钢的U形弯曲实验进行了研究。实验结果表明,DP980高强钢U形件在凹模圆角处易开裂,在成形过程中需减小压边力并增大凹模圆角。由于材料的回弹量与施加的压边力有关,可通过增大压边力来减小U形件的回弹,但压边力过大又可能导致开裂,因此,需合理选择压边力。同时,对U形件成形后的回弹进行仿真分析,仿真中分别采用等向硬化模型与吉田-上森硬化模型,通过将实验数据与模拟的回弹结果进行对比分析发现,采用吉田-上森硬化模型的仿真结果与实验结果吻合良好,证明了吉田-上森硬化模型模拟回弹的准确度较高,可以应用于回弹仿真中。     

U形件拉深成形回弹影响因素的计算机仿真(英文)

回弹是板料冲压成形中的主要缺陷之一 ,控制回弹涉及到回弹量的准确预算。利用DANAFORM软件 ,对U形件拉深成形回弹影响因素进行了计算机仿真 ,得到了压边力、凸凹模间隙、摩擦系数、材料特性等参数对回弹影响的数值结果 ,并对模拟结果进行了分析。     

TRIP钢薄板冲压的回弹研究

冲压过程中回弹模拟的精度依赖于准确的材料模型。对于TRIP钢,传统的有限元因为没有考虑TRIP效应对材料弹塑性性能的影响而对回弹预测的精度很低。该文中首先建立耦合TRIP效应和它对材料内部变量的影响的弹塑性本构模型,该模型能够很好的描述冲压过程中的相变规律和弹性模量随相变的变化情况。该模型的仿真结果与传统仿真方法相比,与实验结果更相符。     

板料自由弯曲成形及回弹理论解析

对宽板自由弯曲成形及弹复过程进行理论分析,将弯曲过程分为板料未包覆凸模和已包覆凸模两个成形阶段,在每个成形阶段将弯曲板料分为弹性和弹塑性变形区。基于单向应力和小变形假设,分别建立了两个成形阶段的回弹计算模型,导出了任一成形阶段中性层上任一质点卸载前后的转角和弯曲半径数学表达式。基于VC++软件平台,对回弹计算模型进行编程计算,并进行了实验验证,计算结果与实验结果吻合较好,最大误差为0.58°。     

汽车前保险杠加强板回弹分析与工艺控制

高强度钢板成形时,回弹是需重点控制的缺陷之一,控制回弹首先要对回弹量进行准确预测。采用有限元分析软件DANAFORM对汽车前保险杠加强板成形过程进行数值模拟仿真,并对模拟结果进行分析,根据模拟结果对模具型面进行了调整,将最终结果应用于模具制造,生产出了合格产品。     

基于PAM-STAMP2G的回弹自动补偿功能的模具设计

回弹是钣金零件成形过程中很常见的现象,并直接影响产品质量,传统解决回弹的方法是采用"试错法"来解决模具回弹补偿问题。文章提出了基于PAM-STAMP2G回弹自动补偿功能的模具设计方法,以解决模具回弹补偿问题,并通过一个叶片零件回弹自动补偿问题,验证了此回弹自动补偿方法的正确有效性。     

板料弯曲回弹的有限元模拟影响因素研究

阐述了板料成形数值模拟中回弹问题的研究历史和发展现状,分析了塑性弯曲加工中工件发生弯曲回弹的原因、特点及有限元模拟过程的影响因素,总结了回弹模拟的算法,从成形过程模拟和回弹计算两方面系统分析了影响回弹模拟准确性和收敛性的主要因素及改进方向,讨论了模具设计中回弹的补偿算法 ,并提出了当前控制回弹的基本方法     

单元尺寸和积分点个数对冲压回弹模拟精度的影响

冲压回弹是板料成形数值模拟领域中最难准确预测的缺陷之一,其模拟精度受多种因素的影响,如材料本构模型、单元类型与尺寸、接触摩擦模型和有限元算法等。该文采用ABAQUS有限元软件对拉弯回弹进行数值模拟研究,重点分析了壳单元的积分点个数和接触角度对回弹预测精度与模拟时间的影响。研究结果表明,随着壳单元积分点个数的增加和单元尺寸的减小,冲压回弹的预测精度总体趋于提高趋势,但模拟时间相应地增大。当接触角度取16°时,得到的回弹预测精度与接触角度为5°时比较相近;另外,在7个积分点时,得到的回弹预测精度相当于25~51个积分点之间的范围。这与传统观点认为的,积分点应取25~51个,接触角度应小于10°不同。利用这一规律,有望在模拟时,既能得到较高的模拟精度,又可大大降低模拟时间。     

板料多步冲压回弹的数值模拟研究

回弹是板料冲压成形过程中一种常见但很难解决的现象。首先研究了板料弯曲变形中卸载回弹的原理,然后以依维柯侧壁上内板为例,采用动态和静态算法相结合的方法,在考虑每道工序板料回弹的基础上,对其进行多步冲压回弹的数值模拟,最后对模拟结果和实验结果进行比较,验证该模拟方法提高回弹计算精度的有效性,为板料冲压成形工艺的制定提供科学依据。     

变压边力下高强度钢板的回弹研究

回弹是影响板料成形精度的缺陷之一,特别是对高强度钢板控制回弹是板料成形中研究的重要课题。通过对高强度钢板的回弹仿真,证明合适的变压边力能够减小成形后的回弹,并通过实验验证了这一结论的正确性。     

宽板U形自由弯曲智能化控制过程的解析定量描述

根据板材弯曲理论,在平面变形假设的前提下,考虑了材料的硬化、各向异性及弹性变形,建立了U形件自由弯曲理论分析模型,对宽板U形件自由弯曲进行了理论分析,得出了弯曲力随弯曲行程变化规律及目标弯曲角计算公式,并对各种影响弯曲力和回弹的因素进行了分析,理论计算与实验及模拟结果进行了比较,为宽板U形件自由弯曲智能化控制中参数识别及预测模型输入层和输出层变量的确定提供了理论依据。     

基于数值模拟的板料冲压成形回弹补偿方法

板料冲压中的回弹误差可以通过修正模具形状得到解决。基于冲压及回弹数值模拟,以控制系统、傅立叶变换及传递函数为理论基础,提出了一种模具回弹补偿的修正算法并开发了springbackcom系统。该方法通过两组小量变化的模具及其数值模拟得到回弹前后冲压件,建立模具形状传递函数,修正模具形状。利用此方法对某车引擎盖冲压过程进行了数值模拟及回弹补偿的实例验证,分析结果证明此回弹补偿方法是有效的,具有工程实用价值。     

板料成形回弹模拟

本文阐述了板料成形数值模拟中回弹问题的研究历史和发展现状, 总结了回弹模拟的算法, 从成形过程模拟和回弹计算两方面系统分析了影响回弹模拟准确性和收敛性的主要因素及改进方向, 并进一步讨论了模具设计中回弹的补偿算法。     

板料成形回弹模拟

本文阐述了板料成形数值模拟中回弹问题的研究历史和发展现状, 总结了回弹模拟的算法, 从成形过程模拟和回弹计算两方面系统分析了影响回弹模拟准确性和收敛性的主要因素及改进方向, 并进一步讨论了模具设计中回弹的补偿算法。