拉深筋结构参数对变形及阻力的影响

文章通过数值模拟与实验相结合的方法,以A5757铝合金板材为对象,系统地研究了拉深筋的主要结构参数对拉深筋阻力及通过拉深筋后板厚减薄量的影响,从力能特性及变形两个方面对拉深筋进行了对比分析。研究结果表明,拉深筋结构参数对拉深筋阻力及板厚减薄量的影响趋势相同,而拉深筋圆角半径对板厚减薄量的影响远大于对拉深筋阻力的影响。并以此为基础,对拉深筋的设计调整策略进行了讨论,为拉深筋的设计调整提供了理论依据和实验数据。     

拉深筋结构参数与约束阻力的回归正交试验

利用拉伸筋试验系统,通过回归正交试验的方法对梯形拉深筋结构参数与拉深筋约束阻力的定量关系进行实验研究,建立了梯形拉伸筋结构参数与约束阻力关系的一次线性回归方程,并对回归方程和偏回归系数的显著性进行了F检验,校验了回归方程的准确性;分析了梯形拉伸筋结构对约束阻力的影响规律:凸筋圆角半径、凹槽半径对约束阻力具有显著性影响,筋高对约束阻力影响不显著。用结构参数实际值与板材厚度t的比值替换回归方程中的试验因素,保证了回归方程的通用性,实现了通过回归方程即可根据梯形拉伸筋结构参数预测出板材通过拉深筋时的约束阻力,为冲压模具拉深筋设计提供了基于实验的可靠依据。     

半圆形拉深筋尺寸参数对其阻力的影响

通过数值模拟和实验相结合的方法 ,研究了半圆形拉深筋的高度、圆角半径等参数对拉深筋阻力的影响 ,分析了不同尺寸参数下拉深筋阻力的构成特点。研究表明 ,拉深筋高度和拉深筋圆角半径对阻力均有显著的影响。其中拉深筋高度与阻力之间存在较好的线性关系 ,是控制拉深筋阻力的首选参数。拉深筋的高度变化主要影响拉深筋的摩擦阻力 ,而圆角半径主要影响局部圆角的变形阻力。最后在实验和分析的基础上 ,给出了半圆形拉深筋的设计调整原则     

拉深筋阻力模型在模拟分析中的应用与比较

将<拉深筋约束力模型及试验研究>文中建立的拉深筋阻力模型作为等效拉深筋使用,模拟分析了表盘座某部件的成形.分析结果表明,在分析起皱、破裂等成形问题时,文中建立的拉深筋阻力模型比使用模拟软件Dynaform自带等效拉深筋更接近使用真实拉深筋模拟的结果.     

环形拉深筋阻力计算及影响因素分析

拉深筋可以用来防止内皱的出现 ,本文对使用环形拉深筋拉深的变形机理进行了理论分析和试验研究 ,得到了使用环形筋压边时的拉深力公式及筋的阻力公式。此外 ,本文还讨论了筋的结构参数对拉深力以及筋的阻力的影响。其结果是 :上述两种力的大小主要受板料对筋的最终包角、筋及槽的圆角半径 3个因素影响     

复杂覆盖件均匀成形的动态调控

将压边力、拉深筋高度、凸筋圆角半径和凹筋圆角半径作为自变量,以正交试验为设计方案,模拟右托架覆盖件成形,获得成形质量目标破裂、起皱和厚度最大变薄率的数据。运用层次分析法计算多目标质量的权重,运用灰色系统理论计算每个细分成形过程的多目标质量的关联系数与关联度,获得该覆盖件拉深过程优化的压边力、拉深筋阻力工艺参数的最佳动态匹配。进一步运用动态调控的工艺参数组合进行有限元模拟验证,仿真结果表明成形质量明显提高。     

拉深筋对板料成形回弹影响研究

利用Dynaform软件,对某车型右前侧车门铰链加强板三维模型进行数值模拟,重点对板料成形质量中不等截面拉深筋的影响进行分析,通过改变不等截面拉深筋的拉深阻力来改善板料的成形质量,得出合理的拉深筋参数。根据不等截面拉深筋阻力的大小和分布情况,通过拉深阻力模型来对拉深筋几何参数反求,获得不等截面拉深筋的实际分布情况。比较不同拉深阻力的回弹结果,得出最有效的控制回弹的方法是不等截面拉深筋。     

一种考虑包辛格效应的等效拉深筋模型

基于Voce各向同性硬化模型和Armstrong-Frederic随动硬化模型,建立了一个考虑包辛格效应影响的混合硬化模型,并通过CR4钢板的拉压循环实验验证了该混合硬化模型的准确性。将该混合硬化模型引入Stoughton等效拉深筋阻力模型,替换原有的各向同性硬化模型,考虑包辛格效应的影响对该等效拉深筋阻力模型进行了改进。利用专门设计的拉深筋阻力测定装置,针对矩形拉深筋和半圆形拉深筋,分别获取了不同几何结构参数下的拉深筋阻力,经实验验证,改进后的等效拉深筋模型能够有效地提高拉深筋阻力的计算精度。     

双重拉深筋阻力特性研究

基于平面变形假设,利用虚功原理建立了一种双重拉深筋阻力模型。在板料流经拉深筋时,考虑弯曲效应所导致的厚度变化和反复弯曲所导致的循环硬化对拉深筋阻力的影响,将板料减薄、混合硬化引入到弯曲力的模型计算中。通过DC04钢板拉深筋阻力测试实验,验证了所建理论模型的准确性,并根据实验结果分析了拉深筋几何参数对双重拉深筋阻力的影响。实验结果表明:筋高对双筋阻力的影响较大,二者近似为指数关系;双筋阻力随圆角半径增大而逐渐减小,且逐渐趋于平缓,二者近似为幂函数关系。板料厚度变化和循环硬化影响的双重拉深筋阻力模型贴近实验值,能描述板料经过双重拉深筋时的力学行为。     

半圆拉深筋参数与DP590钢板后续性能的预测分析

高强钢板通过拉深筋后会出现塑性降低、提前破裂问题,严重影响板材后续成形,因此进行冲压模具设计时不能忽视高强钢板变形不同阶段成形性能的变化。利用正交试验研究了拉深筋结构参数对DP590高强钢板后续成形性能的影响,通过方差分析揭示了各因素对指标的影响规律,结合试验数据回归分析方法,建立了拉深筋阻力、DP590板后续成形性能与拉深筋结构参数对应关系的预测方程,根据预测方程及方差分析结果,总结了DP590高强钢板的拉深筋结构参数设计原则,为DP590高强钢冲压成形质量控制、工艺调整及有限元数值模拟计算中等效拉深筋的设置提供了参考依据。     

数控机床切削过程中的动态特性测量方法北大核心

针对高速高精度切削加工过程中机床动态特性分析较为困难的问题,提出一种快速扫频正弦切削法来测量数控机床切削过程中的动态特性。该方法采用车削过程中的切削力作为激振力进行试验模态分析,主要通过以恒定的进给量切削正弦轮廓的圆柱形工件,并线性增加主轴转速,从而将切削力转化为数控机床频率响应函数的激励输入。结果表明:与传统的冲击测试方法对比,快速扫频正弦切削测试的共振峰柔度和频率均有所降低,分别降低了约6.7%和16.7%。此外,通过希尔伯特变换分析,观察到冲击测试和快速扫频正弦切削测试之间有很大的区别。在快速扫频正弦切削测试中,可以直接识别出切削过程中非线性的影响,为准确测量机床切削过程中的动态特性提供了理论依据。     

基于刀具几何参数的薄壁叶片切削力预测方法研究

切削力是影响刀具耐用度和被加工表面质量的重要因素,其中刀具几何角度在金属切削加工过程中对切削力的大小影响很大。以汽轮机薄壁叶片为研究对象,在ABAQUS的基础上,研究金属模拟过程中的关键技术,提出薄壁叶片的铣削加工模拟模型;在此基础上对刀具几何角度进行了单因素和多因素正交模拟实验分析,建立了刀具几何参数的切削力经验模型。实验证明:切削力有限元模拟值与切削力实验测试值大体一致,所得结果基本有效。     

方肩铣刀高速铣削TC4钛合金试验研究及参数优化

利用单因素试验方法,采用镶齿硬质合金涂层方肩铣刀进行钛合金高速铣削试验,研究每齿进给量、铣削宽度、铣削深度、铣削速度对于铣削力的影响。通过对铣削力进行分析,建立方肩铣刀高速铣削的铣削力模型,并采用MATLAB遗传算法以进给方向铣削力Fy最小为目标,对铣削参数进行了优化并给出了最优解集。实验结果表明,使用优化后的参数加工薄壁件可有效减小切削力。     

基于正交试验的柔性微夹持器参数权重分析

针对柔性微夹持器中柔性铰链在工作中受到交变应力作用导致屈曲的问题,以圆形切口柔性铰链为例,对其施加载荷后进行受力分析,推导出临界力的计算公式。通过Ansys Workbench17.0对铰链进行有限元屈曲分析,取第一阶屈曲模态,与利用推导公式得到的临界力进行对比,误差为0.23%,验证了公式的准确性。引入正交试验设计,找出影响临界力的可控因子和噪声因子并对其进行正交试验设计。采用权重分析法,定量分析参数对临界力的影响程度。研究结果表明各个参数对临界力变化的作用所占的权重不一样,为铰链设计提供了理论基础。     

Welding distortion investigation in fillet welded joint and structure based on iterative substructure method

Abstract

In this paper, prediction and controlling angular distortion in fillet welded joint and structure were investigated. First, two methods to reduce angular distortion in fillet welded joint were investigated by experimental and numerical analysis. One was to apply a constant external force in-process and the other was rigid clamping. In numerical analysis, a new in-house finite element code has been developed based on the idea of iterative substructure method (ISM) to calculate welding distortion in rational time. During experimental analysis, the constant external force was designed and applied in-process to reduce angular distortion of fillet welded joint. The results showed that the distortion can be efficiently predicted by ISM, which were in good agreement with the experimental ones. Applying constant external force in process was a more effective method to reduce distortion than using rigid clamping. In addition, with a constant load distance from weld bead, the locations of the applied constant external force and rigid clamping along the longitudinal direction (welding direction) have little influence on the magnitude of welding angular distortion. Finally, the angular distortion of a large fillet welded structure was predicted with ISM and also controlled with applying a constant external force based on the simulation results of the fillet welded joint.     

基于传递函数辨识的超声辅助微钻削轴向力动态模型

超声辅助微钻削过程中的动态钻削力严重影响刀具磨损以及微孔质量。通过建立动态钻削力模型,对超声辅助微钻削过程中的钻削力进行预测与控制,以达到提高刀具寿命以及微孔质量的目的。提出一种基于传递函数辨识的轴向力动态模型建立方法。在UAMD中,根据不同进给量时的钻削参数得到轴向力时间响应参数;通过系统辨识的方法对钻削系统进行建模,得到轴向力的原始传递函数模型;根据初步验证的结果和对传递函数频域的分析,采用多项式拟合的方法对模型的极点和增益进行修正;将优化后的数学模型转化为状态空间,得到超声辅助微钻削的轴向力动态响应模型。实验结果表明：优化后的动态模型与实验轴向力的时域响应吻合程度高。     

转矩电动机动态特性的有限元分析与实验研究

转矩电动机在将电信号转换为机械输出信号的过程中起着至关重要的作用。借助有限元分析方法,对转矩电动机的动态性能进行分析,得到其气隙中的磁通量、电枢上产生力的计算方程。在剖析转矩电动机结构的基础上,利用气隙的物理特性,求取气隙中磁阻的模型,并利用气隙中的磁阻,计算气隙中的磁通量。通过磁通量得到电枢上产生的力,进而建立了电枢的平衡方程。通过反馈弹簧组件的实体和有限元模型,构建反馈弹簧的刚度模型以及喷射管的转动刚度模型。采用细钢丝臂和反馈弹簧等,设计了反馈弹簧和喷射管测试装置,测试了反馈弹簧和喷射管的频率响应。根据电磁学的基本原理,分析在输入电流作用下转矩电动机的磁场分布和喷管偏转情况。实验结果表明：在分析反馈弹簧和电枢的动态响应时,所提方法的分析结果与实验结果的最大偏差度分别为3.95%和6.86%。说明所提方法能够准确分析转矩电动机的动态性能,为进一步研究转矩电动机提供了参考。     

焊接变形的数值仿真及其在SS7E机车焊接构架中的应用

基于焊接收缩力理论，本文提出了一个预测焊接变形的数值新方法。该方法的本质是将每条焊缝的收缩力视为焊接结构有限元数值计算模型中的初应力，从而可以用数值手段计算因焊缝收缩而产生的结构焊接变形。用这种方法，对SS7E电力机车构架侧梁焊接变形进行了数值预测，预测结果与实测变形值相当吻合，这不仅证明了该方法的有效性，同时也为构架焊接质量控制提供了重要的数值手段。     

电磁成形中的测量

本文简要介绍了电磁成形中放电电流、管坯与线圈间隙中的磁场测量 ,以及管坯动态变形过程测量的各种方法。通过各种方法的比较分析 ,得出分流器法测放电电流、探测线圈法测感生磁场是切实可行的方法。金属坯料在电磁力作用下的变形过程可用撞针法和高速摄影的办法进行测量 ,每种方法各有其优势和适用范围 ,测量时 ,根据实际情况进行选用。     

挤压工艺的摩擦系数测定新方法研究

研究了更适合重载挤压工艺的摩擦系数测定新方法.该方法通过浮动凹模摩擦实验装置测定摩擦载荷突变量与其它有关实验数据来确定重载挤压工艺摩擦系数.相应的实验研究表明,该测定新方法能准确地确定金属在挤压成形过程中的摩擦系数和评价其摩擦润滑效果.