1060铝板单道次渐进成形圆孔翻边临界翻边参数的数值模拟研究

利用DYNAFORM软件构建有限元模型,对1060铝板单道次渐进成形圆孔翻边进行了研究,分析了预制孔径大小对壁厚分布规律的影响。结果表明:预制孔径过小会导致翻边出现中部减薄区;增大预制孔径,壁厚呈线性变化区和均匀分布区,中部减薄现象消除;预制孔径较大时,翻边壁厚线性分布。探究了在5种板料厚度下,不同翻边孔径对应的临界预制孔径,以及临界预制孔径对应的翻边高度,并将翻边孔径和临界预制孔径以及临界预制孔径和翻边高度之间的关系拟合成参数化方程。发现增加板料厚度,临界预制孔径减小,翻边件的成形极限增大。     

渐进成形圆孔翻边变形区厚度减薄现象的模拟研究

以Dynaform软件为分析平台构建有限元模型,利用数值模拟方法研究渐进成形圆孔翻边变形区厚度减薄现象。提出了最小厚度的理论计算公式,并验证了其可信性,并以此建立了翻边中部厚度减薄的判定标准。分析了翻边中部厚度减薄现象产生的原因并研究了通过多道次成形来避免减薄现象的可行性。结果表明:单道次渐进成形圆孔翻边K越小成形力越大,使翻边中部板料处于径向拉伸为主的双向受拉状态,从而导致了翻边中部厚度减薄;以减小成形力为准则设计多道次路径渐进成形圆孔翻边可有效的消除单道次成形时出现的翻边中部厚度减薄现象。     

1060铝板两道次渐进成形圆孔翻边优化

以1060铝板为研究对象,基于DYNAFORM有限元模拟平台,建立了扩孔两道次渐进成形圆孔翻边模型,并通过ETA/POST后处理软件对成形结果进行了分析,比较了单道次成形和扩孔两道次成形制件的壁厚分布情况和翻边高度.研究结果表明,相较于单道次成形,扩孔两道次成形可以有效减少制件的减薄现象,使壁厚分布更为均匀;根据模拟结...     

6061铝合金板料圆孔翻边渐进成形

采用普通渐进成形技术研究6061铝合金圆孔的翻边性能,探究了不同预制孔直径、不同成形路径的多道次渐进成形对6061铝合金翻边高度和壁厚分布的影响规律,探讨了获取6061铝合金的极限翻边件的方法.实验结果表明:单道次渐进成形板料的成形性能较差,且中部存在减薄带,但翻边系数仍高于普通渐进成形;通过合理设计多道次渐进成形可优...     

1060铝板渐进成形外缘翻边壁厚分布与翻边高度的模拟研究

基于DYNAFORM软件,对1060铝板单道次渐进成形外缘翻边进行模拟研究。探究对于一定厚度的金属板料在渐进成形外缘翻边直径为d_m时,不同毛坯直径D对成形结果的影响。结果表明:对于翻边直径d_m一定的外缘翻边制件,随着毛坯直径D的增大,制件壁厚的分布状态依次呈现线性增厚、曲线增厚和中部减薄3种特征,当壁厚出现中部减薄时,制件的成形质量大大降低,无法满足使用需求,将成形时不出现中部减薄的最大毛坯直径称为该尺寸下的临界翻边直径d_(m临界)。同时,对于渐进成形外缘翻边高度的研究表明,翻边高度与毛坯直径的关系可以近似采用二次多项式来表达。     

1060铝板两道次渐进成形外缘翻边路径优化

运用数值模拟与实体实验相结合的研究方法,设计并优化出一种两道次渐进成形外缘翻边路径,相较于单道次成形,该路径适用的加工范围更广。研究结果表明,使用圆弧直线两道次渐进成形外缘翻边路径,可以加工单道次无法成形的毛坯直径较大的翻边制件,提升制件的壁厚分布状态,在将第1道次的加工直径设置为d_m+(D-d_m)/4时制件的成形质量最好。根据有限元模拟实验,分析制件的壁厚分布曲线和平均壁厚值,拟合出扩孔两道次渐进成形圆孔翻边高度的表达式,并通过实体实验验证,实现了对两道次渐进成形外缘翻边高度的预测。     

圆孔翻边极限翻边系数的计算

根据板料屈服极限与断面收缩率的关系,推导出圆孔翻边时极限翻边系数的近似计算公式。     

板料厚度对1060铝板渐进成形外缘翻边变形的影响

为了研究不同板料厚度的1060铝板在单道次渐进成形外缘翻边过程中的成形规律,基于DYNAFORM有限元分析平台建立了1060铝板数控渐进成形外缘翻边模型,通过数值模拟与实验相结合的研究方法对加工过程进行了分析,研究了5种板料厚度下不同翻边直径所对应的临界翻边直径和翻边高度,结果表明：在一定范围内,成形性能随着板料厚度的增大越来越好,越不容易出现褶皱等成形缺陷。对于特定厚度的1060铝板,其外缘临界翻边直径d_m临界与翻边直径d_m的数值近似呈线性变化,可将其拟合为参数方程。最后通过实验验证证明了模拟结果的准确性与可信性。     

电磁成形翻边过程的研究

对玻璃瓶的电磁成形封装工艺的翻边过程进行了研究,试验表明成形的效果对线圈位置敏感。数值模拟表明：线圈的位置影响成形电磁力大小和分布,翻边的高速成形过程类似波的传输过程。     

推进剂贮箱零件侧翻孔电磁成形数值模拟

基于ANSYS多物理场耦合模块,采用松散耦合法,建立了推进剂贮箱零件侧翻孔电磁成形的有限元模型,揭示了坯料电磁力、应力、应变和厚度等的分布规律及其随时间变化规律,并优化了放电电压和成形线圈内径等工艺参数。分析结果表明:坯料在圆角区域应力和应变较大,且厚度减薄量较大;坯料圆角处残余应力较大。放电电压增大,坯料变形量增加,但厚度减薄量相应增加;线圈内径增大,坯料与模具最大间隙、最大夹角以及坯料最小厚度均先减小后增大。得到的放电电压和成形线圈内径优化值分别为40 kV和40 mm。     

缓面零件单点渐进成形刀具轨迹优化数值模拟

利用有限元软件ANSYS/workbench,以平缓曲面零件为例,模拟零件单点渐进成过程,研究了优化方法中增量角度Δθ对零件厚度、成形精度、等效应变等方面的影响,并与传统固定增量步长方法进行对比。结果表明:加工层数相同时,优化方法更有助于提高板厚,且零件壁厚随着增量角度Δθ的增加而增加;优化方法较明显的提高了零件底部成形精度,无论增量角度Δθ取值多少,零件底部都能充分成形,与实验结果相吻合;加工层数相同时,在相同区域优化方法导致的板料等效应变大于固定增量步长成形方法,Δθ越小应变越均匀,但两种方法最终的等效应变趋于一致。     

板料单点渐进成形数值模拟研究

板料单点渐进成形过程变形复杂、影响因素多,工艺参数选择是提高成形质量和成形效率的关键。对单点渐进成形过程进行数值模拟,分析了成形件的应力分布和厚度变化以及成形路径、进给量等工艺参数对成形过程的影响。结果表明:成形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面附近;采用螺旋进给方式可有效提高成形质量和成形效率。实验结果显示,实验结果与数值模拟结果基本吻合。     

板料单点渐进成形中成形角对成形影响的模拟分析

介绍了金属板料单点渐进成形的基本原理;利用有限元软件LS_DYNA分析了板料渐进成形中当工具头压下时,不同成形角条件下,工具头与板料接触区域的应力分布;根据对模拟数据的分析比较,讨论了不同成形角对板料成形时的影响;就提高成形直壁件的高度提出了改进意见,并在试验中得到证实。     

金属板材单点渐进成形过程的数值模拟

利用有限元软件LS_DYNA模拟金属板材单点渐进成形过程。并利用LS_DYNA的显式求解器分析当压头压下时,不同压头半径条件下,压头与板材接触区域的应力分布。根据对模拟数据的分析比较,讨论不同压头半径对板材成形时的影响。     

多点渐进成形工艺数值模拟及实验对比

针对成形大尺寸船板需要大设备的问题,以多点渐进成形方法为研究对象,该方法既有单点渐进成形的由局部变形累计成总体变形的特点,又有多点成形模具自由重构的特点。采用数值模拟法仿真了4种不同的成形工艺产生的成形效果,同时展开了相同工况的实验研究,将实验结果在三维扫描仪下进行测量,然后对比验证了数值模拟的仿真结果。研究结果表明:对于双曲率船板而言,两侧多点同步驱动的成形方案比一侧先调整好位置、另外一侧再依次驱动的方案要优越,成形路径对成形效果的影响不太明显,压头的驱动方式对成形力的历史变化影响显著。     

管壁异形渐进翻孔及其变形特征分析

结合数值模拟和物理实验,实现了圆管、方管管坯上不同孔形、不同翻孔方向的管壁异形渐进翻孔成形.通过模拟验证了圆管管壁异形渐进翻孔成形过程的受力情况与方管翻孔时不同,各个部分的成形力大小大致相同;在方管中有:圆弧端成形力>过渡端成形力>直壁端成形力的关系.研究发现,破裂、金属堆积、划痕严重、底端凸起等是渐进翻孔可能出现的缺...     

Theory of single point incremental forming

This paper presents a closed-form theoretical analysis modelling the fundamentals of single point incremental forming and explaining the experimental and numerical results available in the literature for the past couple of years. The model is based on membrane analysis with bi-directional in-plane contact friction and is focused on the extreme modes of deformation that are likely to be found in single point incremental forming processes. The overall investigation is supported by experimental work performed by the authors and data retrieved from the literature.     

圆管内翻边成形的数值模拟及参数优化

以摩托车减震器一翻边成形部件为研究对象,建立圆管内翻边的有限元模型,利用数值模拟方法,分析翻边过程中应力、应变和冲击力的变化。该部件在翻边过后,圆管端缘存在由于变形堆积而起皱的缺陷,针对该缺陷选取圆管不同的结构参数以及凸模的外形,建立不同工况下的有限元模型并对比分析翻边结果。结果表明,当圆管壁厚减小值d取0. 25 mm、凸模角度θ为75°时,翻边后的圆管端缘起皱情况得到较好改善,凸模冲击力降低。最后,根据参数化分析结果确定凸模上移余量在0~0. 03 mm范围内时,损耗比可控制在5%以下。