板料弯曲成形中回弹预测和控制的研究进展

近年来,越来越多的高强度钢板、铝镁合金被应用于汽车、航天、电子等相关行业中,这些板料成形的回弹问题一直持续受到关注,如何准确预测控制回弹是目前研究的重点和难点。本文分析归纳了板料弯曲成形中回弹预测和控制的新进展,指出今后的研究方向,为后续研究者提供参考。     

WELDOX960高强度钢板折弯回弹角预测分析与试验验证

在工程机械、船舶等制造行业中,高强度钢板折弯成形的回弹控制策略直接影响板料成形精度,为更好地研究材料厚度、下模开口、上模圆角半径、折弯角度等参数对高强度钢板折弯回弹角的影响规律,以WELDOX960高强度钢板为研究对象,采用有限元分析和试验相结合进行研究。结果表明:折弯回弹角随下模开口、上模圆角半径、折弯角度的增加,呈线性增加趋势;随着材料厚度的增加,折弯回弹角大致呈直线减小的趋势,当厚度大于7 mm时,减少的趋势变缓。最后,综合考虑各影响因素,得出了WELDOX960高强度钢板的回弹角预测方程,并通过试验对比加以修正,回弹角与工程实际一致。     

高强钢材料性能对汽车零件扭曲回弹的影响

高强度钢板材料冲压性能的波动对冲压成形后零件精度的影响较大,主要表现在成形性能不稳定和回弹波动较大。文章侧重材料性能波动对冲压件扭曲回弹的影响,结合某汽车车身高强钢零件的冲压结果,借助有限元仿真工具,比较实验与仿真结果,在结果基本一致的基础上,研究高强度钢板的屈服强度、应变硬化指数、摩擦系数及板料厚度波动对该零件扭曲回弹影响规律。应用科学实验设计方法,考察了主要因素的影响规律,得到高强钢材料性能参数影响板料扭曲回弹的相关结论,从降低回弹波动及扭曲对制造精度的影响出发,提出了材料性能参数优化选取原则。     

脉冲电流对1.5 GPa级低碳钢V形弯曲回弹的影响

利用金属材料的电致塑性效应,以1.5 GPa级高强度钢为研究对象,在板材V形弯曲成形过程中引入脉冲电流,分析模具结构及电辅助弯曲工艺对V形弯曲回弹的影响。结果表明:脉冲电流对1.5 GPa级高强度钢板的V形弯曲回弹起到了明显抑制作用,回弹角大幅度降低,并且电流沿板料长度方向施加比沿厚度方向施加作用更显著。弯曲后保持通电的比先通电保持后弯曲能更好地抑制回弹的产生。随着电流密度、通电时间以及频率的增加,回弹角逐渐减小;经过脉冲电流成形后,板料表面质量良好,回弹减小,其变形区硬度有所提高。     

多圆弧覆盖件冲压回弹研究

针对DP钢板塑性成形的主要缺陷为同弹、破裂等,以典型高强度双相钢板DP600材料为研究对象,运用3参数Barlat-Lian屈服准则和非线性强化材料模型,对覆盖件面板进行冲压回弹成形模拟.通过将多圆弧半径、圆心角作为自变量,同弹角作为成形质量设计目标,遵循回弹前后各圆弧部分的长度相等原则,以正交试验为设计方案,模拟冲压成形.分析冲压回弹终态的冲压回弹角、残余等效应力和成形极限图,最终获得优化的圆角半径和圆心角参数组合,指导模具设计.结果表明,应用优化的模具实际冲压,板料成形质量明显提高.     

基于响应面法的700MPa高强度低合金钢带冷冲压回弹分析

高强度低合金钢在冷冲压过程中会出现回弹缺陷。使用某钢企研发的700 MPa级高强度低合金钢板进行了U形件冷冲压成形。为了提高回弹预测的准确性,采用有限元模拟和响应面相结合的方法进行了回弹分析。基于响应面法建立了响应面模型,得到了减少回弹的最佳工艺参数组合。结果表明:对于5 mm厚的700 MPa级高强度低合金钢板,摩擦系数0.20、压边力80 kN时,且压边力施加方式采取成形前期小后期大的加载方式,可以获得较小回弹值的板料。     

高强度钢板汽车A柱回弹控制与工艺优化

以NUMISHEET’96标准考题模型S_Rail对高强度钢板材料B410LA进行模拟分析,确定了凸模圆角半径与压边力变化对B410LA板料成形回弹的影响,根据模拟结果优化了A柱的冲压工艺。经检验,生产的零件回弹控制效果良好,优化后的生产工艺可行。     

脉冲电流对1.5 GPa级低碳钢Ⅴ形弯曲回弹的影响

利用金属材料的电致塑性效应,以1.5 GPa级高强度钢为研究对象,在板材Ⅴ形弯曲成形过程中引入脉冲电流,分析模具结构及电辅助弯曲工艺对Ⅴ形弯曲回弹的影响.结果 表明:脉冲电流对1.5 GPa级高强度钢板的Ⅴ形弯曲回弹起到了明显抑制作用,回弹角大幅度降低,并且电流沿板料长度方向施加比沿厚度方向施加作用更显著.弯曲后保持通...     

基于不同U形弯曲冲压工艺的高强度钢板回弹实验研究

基于自行设计制造的回弹实验模具,针对帽形件进行了大量的实验研究与分析,比较了HC420LA、HC420/780DP和QP980这3种不同性能的高强度钢板在不同U形弯曲成形的冲压工艺及不同成形状态下的回弹规律,为实际生产和设计提供理论指导。结果表明:任一冲压工艺下,HC420LA钢的回弹都远小于HC420/780DP钢与QP980钢;帽形件侧壁回弹在自由弯曲成形工艺下最小,法兰边回弹在中间预压料弯曲成形工艺下最小,而带压边力弯曲工艺下的回弹始终最大;随料厚的增加,3种高强度钢板的回弹不断减小,但料厚为1.4 mm的QP980钢进行中间预压料弯曲成形时,回弹呈反向增大的趋势;3种高强钢板的回弹随凸凹模间隙的增大而增大,180～280 kN压边力区间对HC420/780DP钢和QP980钢影响较小,而板料法兰边回弹随弯曲角度的增大而增大。     

超级钢板U型弯曲回弹的数值模拟和实验研究

板料弯曲后产生的回弹对冲压件的精度影响较大,用数值模拟对弯曲回弹进行精确预测具有非常重要的意义.本文利用ANSYS/LS-DYNA非线性动力有限元程序的显式-隐式连续求解功能,模拟了超级钢板料弯曲成形和卸载后板料回弹变形的过程,得到了超级钢板料在不同凸模圆角半径和模具间隙下弯曲成形后的回弹结果,将模拟计算的结果与实验数据对比,验证了计算结果的准确性.     

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。     

考虑包辛格效应的高强钢U型件冲压回弹规律分析

回弹问题限制高强钢的广泛使用。数值模拟预测高强钢回弹的精度很大程度上取决于所应用的材料模型是否能对材料的包辛格效应准确描述。本研究旨在将力学解析方法、数值模拟技术、响应面分析法综合应用于高强度薄钢板U型件冲压回弹的预测中。基于考虑包辛格效应的材料模型实现高精度模拟预测回弹,随后利用理论解析方法结合有限元模拟与响应面法分析压边力、摩擦系数、模具圆角半径对回弹的影响规律。结果表明,摩擦系数较小时,板料的回弹程度随压边力的增大而减小;而摩擦系数较大时,板料的回弹程度随压边力的增大而增大。选择合适的模具圆角半径可以显著减小零件的回弹量。     

变压边力对矩形件成形性能的影响

起皱和断裂是板料成形过程的主要失效模式 ,合理控制成形过程中压边力 ,可以消除这些缺陷 ,提高成形性能。本文通过对随位置变化的变压边力作用下的矩形盒拉深过程进行数值模拟 ,研究各部位压边力变化对整体成形性能影响、及其影响范围 ,为分块压边圈的压边力的调整提供一定的依据。     

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。     

Numerical and Experimental Investigation into Hot Forming of Ultra High Strength Steel Sheet

Hot forming of ultra high strength steel (UHSS) sheet metal grade 22MnB5 boron for channel components using water cooling is studied on a laboratory scale. After hot forming, the different microstructures such as martensite, bainite, and pearlite in formed component are produced, which are closely related with mechanical properties of formed component. The effect of forming start temperature and the contact state between blank and die on the microstructure evolution is investigated. In addition, the effect of processing parameters, such as forming start temperature and blank holder force (BHF), on the final quality of component, i.e., springback, that happens after hot forming of UHSS is investigated. It can be concluded that the forming start temperature has a significant effect on the final mechanical properties of formed components. The effect of forming start temperature on springback is examined in detail under a wide range of operating conditions. The higher the BHF and the forming start temperature, the lower is the springback after hot forming. Furthermore, thermo-mechanically coupled finite element analysis model encompassing heating of sheet blank, forming and quenching are developed for hot forming process. The stress distributions on sheet blank under different conditions during hot forming are compared to gain a fundamental understanding of the mechanism of springback. Comparisons show that numerical simulation results have good agreement with experimental results.     

高强钢精密冲压件回弹量预测及控制研究

运用Dynaform软件建立高强钢板DP590的U形件有限元模型,进行了恒定压变力、恒定冲压速度条件下的回弹预测,并通过相同条件下的实验验证了回弹预测的准确性。为实现高强钢精密冲压件回弹的智能控制,进行了变冲压速度和变压边力条件下的U形件的拉深试验。其试验结果表明,采用变压力技术比变冲压速度技术更能有效地控制高强钢精密冲压件的回弹。     

基于数值模拟的矩形件成形变压边力曲线确定方法

变压边力技术可以根据成形过程不同阶段的变形特点来设置板料成形所需要的压边力,因此可以充分利用板料成形性能,提高零件成形质量。但是得到复杂零件成形过程中变压边力的形式仍是板料成形领域的难题。该文以矩形件为对象,通过数值模拟技术,提出了基于压边圈位移变化确定变压边力的方法。     

基于变压边力技术的微车大梁回弹研究和控制

回弹是微车大梁冲压成形过程中的主要质量缺陷之一,直接影响到冲压件的尺寸精度和零件最终形状.为了有效地控制回弹,基于变压边力技术对某型微车右后大梁的冲压过程进行了设计和仿真,并对仿真结果进行了分析.结果表明,压边力变化的范围越大,零件的回弹量越小.最后,提出了一种可应用于工程实践的变压边力优化方法,并在微车右后大梁的回弹控制上进行了应用,起到了很好的效果,使右后大梁最大开口回弹角由之前的8°减小到了2°.     

高强度钢板U形件冲压回弹的仿真研究

利用Dynaform软件对高强度钢板U形件在不同成形参数下的回弹情况进行了模拟分析,着重研究了压边力和摩擦因数对回弹的影响,并通过试验对模拟结果进行了验证,对实际生产具有指导意义。     

基于BP神经网络的铝合金板料弯曲回弹控制研究

针对铝合金板料在弯曲成形后回弹的现象,分析了板料弯曲时回弹的力学原理,采用变压边力法,利用数值模拟软件对板料弯曲的回弹进行了模拟。利用BP神经网络技术对变压边力下,板料的弯曲回弹量进行了预测。通过优化后的神经网络模型,找到了最佳的弯曲成形工艺参数。与实际情况对比,预测的板料弯曲回弹量具有一定的准确性和适用性。