使用弹性介质的多点成形过程数值模拟研究

在多点成形过程中,压痕和皱纹缺陷是限制多点成形技术实用化的重要因素。使用弹性介质,可实现薄板三维曲面零件的无缺陷多点成形。本文对使用弹性介质和无弹性介质的多点成形过程进行数值模拟,分析成形过程中产生的压痕和起皱现象,并对上述缺陷的不同影响因素进行了模拟研究。结果表明,使用弹性介质可以显著地抑制压痕和起皱的发生。     

板材多点成形工艺的数值模拟研究

本文简要介绍了多点成形的基本原理,并应用有限元方法针对多点模具成形与多点压机成形两种工艺对压痕、起皱等缺陷及回弹的不同影响进行了数值模拟研究,同时对多点模具成形过程中起皱现象的发生进行了实验验证。另外,为了更好地抑制回弹,提出了利用多点压机成形方式围绕目标形状反复成形的方法,并进行了数值模拟。结果表明,多点压机成形比多点模具成形可以更好地抑制压痕、起皱及回弹的发生,最有效地发挥了多点成形的柔性特征     

薄板件多点成形与模具成形时起皱现象的对比分析

起皱是传统冲压成形和多点成形时共有的现象,尤其在无压边成形方式下很容易发生。文章采用有限元数值模拟手段,针对两种多点成形工艺和整体模具成形过程中产生的起皱现象进行了探讨,分析了无压边成形过程中不同的成形工艺对球形件起皱的影响。文章用显式动力学算法进行了数值模拟,结果表明,采用多点模具成形工艺成形1mm厚度的板料时,曲率半径为200mm的成形件起皱明显;但在相同条件下,用多点压机成形工艺的成形件结果良好,甚至成形厚度为0.5mm,曲率半径为150mm的球形件也没有起皱;而在这两种条件下,整体模具成形都有微小的起皱发生。也就是说,多点压机成形方式比多点模具成形方式以及整体模具成形方式效果更好,缺陷少,能够得到更大的变形量。     

多点成形数值模拟中的基本体成形曲面造型方法

基本体群成形面曲面造型是多点成形数值模拟中的关键问题之一。本文给出了基本体群成形面造型方法，并开发了相关程序。在此基础上，对多点成形中球面件的起皱缺陷及马鞍面的成形力进行了数值分析。     

鞍面力-位移分控多点成形起皱的数值模拟研究

在多点成形中,起皱是影响板材成形质量的重要因素。针对鞍面在力-位移分控多点成形方式下的起皱,以ABAQUS为模拟分析平台,模拟了鞍面的成形过程,并分析了其起皱缺陷。研究结果表明:在鞍面力-位移分控多点成形过程中,当板厚较小(1和1.5 mm)时,板材中心区域发生了较为严重的起皱,且优先变形的方向发生的起皱现象更明显;随着板厚和曲率半径的增大,起皱趋势减小。针对起皱现象探明了起皱的原因,提出了鞍面起皱的抑制方法,并进行了模拟计算和成形试验,结果表明,增大成形力和错位都可以抑制起皱,错位并结合增大成形力可以显著改善板材成形质量。     

薄板多点成形与模具成形过程数值模拟及成形性比较

基于动力显式有限元方法,针对不同工艺参数对带压边薄板类零件的多点成形和模具成形过程的影响进行了数值模拟与比较分析。由于成形方式的不同,各参数对起皱、破裂等成形缺陷的影响也不尽相同。通过对比分析发现,相同条件下多点成形对破裂的抑制效果优于模具成形;只要参数选取适当,板材在多点成形方式下的成形质量可以达到或超过模具成形方式。这些结果对于认识多点成形方法的塑性变形特点、合理设置多点成形工艺参数具有指导作用。     

基于数值模拟的钛合金颅骨修复体多点成形工艺设计

利用多点成形技术成形个性化钛合金颅骨修复体是一种新的数字化制造方法。文章采用动态显式有限元软件,依据实际成形条件建立有限元模型,对选用不同厚度的钢质垫板以及不同润滑条件下钛合金颅骨修复体的成形过程进行模拟,预测可能出现的破裂和起皱缺陷,分析采用不同工艺时成形缺陷的产生原因,并确定了能够获得良好结果的成形工艺。结果表明,采用有压边的多点成形方式,并使用钢质垫板和油润滑以后,可以抑制破裂和起皱缺陷的发生,得到合格的钛合金颅骨修复体,保证颅骨修复体个性化制造的成形质量。实验结果证明,模拟结果和实际吻合良好。     

多道次多点成形过程的数值模拟研究

通过有限元数值模拟方法,分析多道成形工艺以及板材厚度对多道次成形的变形路径的影响。结果表明,多道次成形可以提高板材成形能力,抑制起皱等成形缺陷的产生;另外,成形同一工件时,随着板材厚度的增加,多道次成形所需的道次数减少。     

板材多点成形与模具成形过程的比较研究

利用有限元方法对板材模具成形和多点成形的变形特点进行了分析,并在此基础上就不同成形方法对起皱的抑制作用进行了对比,确定了不同成形方法起皱开始发生时的临界曲率及临界厚向应变。结果表明：多点压机成形方法能够得到比多点模具成形和整体模具成形时变形程度更大且厚度变化更加均匀的制品。     

多点压机成形与多道次多点模具成形的数值模拟研究

变形路径对于板材的成形质量有着重要的影响。多点压机成形和多道次多点模具成形充分利用多点成形的柔性特点,实现了对板材变形路径的控制。文章通过有限元数值模拟研究了这两种成形方式各自的特点和规律,并进行了比较。结果表明,多点压机成形和多道次多点模具成形,都能够优化板材变形路径,使变形均匀,有效地抑制起皱,提高板材变形能力。在同样条件下,多点压机方式好于多道次成形,但当多道次成形道次逐渐增多时,成形质量接近于多点压机成形。多点压机成形是理想化的成形方式,但设备造价昂贵,多道次多点模具成形可以近似实现多点压机成形效果。     

板材多点成形过程数值模拟的研究

多点柔性成形是一种先进的板材成形技术。在多点成形过程中 ,板材的受力状态、变形特点、接触边界等与传统的冲压成形有很大的不同 ,商业软件不能有效地反应这些特点。本文给出了自主开发的板材多点成形过程数值模拟专用软件 (MPFORM)所采用的有关理论与公式 ,介绍了基于UL隐式格式的弹塑性大变形有限元方法、退化板壳有限元模型以及处理多点不连续接触边界的接触单元技术等 ,给出了球形面与马鞍面多点成形过程的MPFORM数值模拟结果     

板材无压边多点成形中回弹的数值模拟

回弹是板材无压边多点成形中必须解决的问题。本文采用显一隐式算法,对回弹进行数值模拟,采用动态显式算法模拟板材成形过程,隐式算法模拟卸载回弹过程。对不同板厚、不同变形量的圆柱面、球面、马鞍面的无压边多点成形过程进行数值模拟,得出了回弹趋势和回弹分布,这些结果对多点成形技术的工程应用,具有重要的参考价值和指导意义。     

多点成形中弹性垫变形及其对成形结果影响的数值分析

多点成形过程中的弹性垫技术是抑制压痕的有效方法,但是弹性垫的使用对成形件的形状也有影响。为得到精确的成形件,在成形面造型时必须基于弹性垫的变形对基本体群成形面进行修正。文章对采用不同参数的弹性垫的球面与马鞍面成形件的多点成形过程进行了系统的数值模拟研究,分析了不同参数的弹性垫的不均匀变形及其对成形结果的影响,找出了影响成形件精度的主要原因,为基本体群成形面的补偿提供了依据。     

前纵梁后段热成形数值模拟分析

对某车型前纵梁后段建立数值分析模型,利用AutoForm软件进行热成形模拟分析,针对分析结果中的起皱缺陷优化模型,再次进行模拟分析后起皱缺陷消除,经实际生产验证,按优化方案开发热成形模生产的零件质量与第二次分析结果趋势一致。     

盒形件多点成形压痕现象数值模拟研究

以盒形件多点成形过程为例,从拉深形状、板厚、材质等方面进行比较,针对多点成形过程中最主要的缺陷之一—压痕现象的产生原因及其抑制方法进行了数值模拟研究,并进行了实验验证。     

连续辊压成形中的起皱缺陷分析

三维曲面连续辊压成形技术是一种新型的板材成形技术,通过一对可弯曲辊及其形成的辊缝即可实现双向曲率的板料成形。利用数值模拟方法对连续辊压过程中板材的最大压缩率和板材厚度对起皱缺陷的影响进行了研究。研究结果表明,当最大压缩率过大时,凸曲面件中间部位与鞍形件边缘易产生起皱缺陷,起皱程度随最大压缩率增加而增大。增大板材厚度,对失稳起皱具有抑制作用。对数值模拟结果进行实验验证,利用PRO CMM光学追踪器对实验件进行三维型面测量分析,实验结果证明了模拟结果的正确性。     

板材多点成形中压痕缺陷的分析与控制

压痕是多点成形中特有的成形缺陷，是板材多点成形中必须解决的问题。本文首先对多点成形中压痕的形成进行了力学分析，给出了抑制压痕的方法，并通过典型件的数值模拟及成形实验说明了弹性垫技术及变路径多道成形技术消除压痕缺陷的有效性。     

后背门内板成形工艺缺陷分析与优化

以汽车后背门内板为研究对象,根据零件形状起伏变化较大且拉深较深的特点,拟定了4道工序成形工艺方案。利用AutoForm软件对成形工艺方案进行数值模拟,分析拉深过程中零件右上角部位出现的拉裂现象、尾灯附近处存在起皱风险、法兰面有较大回弹量、局部变薄等缺陷,并提出通过加大开裂处R角半径、优化压料面及修改拉延筋减少起皱、在回弹量大的法兰面增加加强筋等措施。结果表明,优化后的后背门内板工艺方案在成形过程中无起皱、开裂缺陷,与数值模拟结果一致,验证了数值模拟分析的正确性。