基于数值模拟的方锥件侧壁和底部回弹分析

针对AZ31B镁合金材料的方锥件的侧壁和底部回弹问题,利用Abaqus有限元软件,采用单因素实验法,研究了成形角、成形温度、下压量和板料底面面积这4种因素,对成形件的侧壁和底部回弹量的影响。结果表明:如果下压量越大、成形角越大,那么成形件侧壁回弹量越大;成形件底面积越大,成形件底部回弹量越大;如果成形温度越高,那么成形件侧壁的回弹量越小,反之亦然。成形件侧壁最大回弹量均发生在成形深度约为14～18 mm的位置,也就是成形深度中间偏下的位置,其回弹值在1.2～2.1 mm之间;成形件底部的最大回弹量出现在板料中心,其回弹值在0.6～1.1 mm之间。     

单点渐进成形工艺参数对激光拼焊板圆锥台件回弹影响研究

激光拼焊板单点渐进成形回弹是影响成形精度的重要因素。使用回弹角来度量板料回弹大小,并使用正交试验设计对工具头直径、成形高度、下压量、半顶角等因素进行实验研究,得到各因素对回弹的影响程度。得出影响板料回弹因素的大小依次为:成形高度、下压量、半顶角和工具头直径;工具头直径变化对回弹影响不大;成形高度对回弹影响显著,成形高度越高,回弹量越小;在一定范围内,回弹角的大小取决于下压量的大小,下压量越大回弹角越小;过大或过小的半顶角都会导致显著的回弹现象,合适的半顶角设计能够有效减少回弹的出现,从而保证成形精度。最后通过实验验证了正交试验得出的最优工艺参数。     

基于BP神经网络的单点渐进成形回弹预测

通过数值模拟与BP神经网络对单点渐进成形AZ31B镁合金方锥件的回弹进行了预测。首先采用ABAQUS数值模拟软件对方锥件成形过程进行了模拟,研究了成形角、成形温度、压下量对板料侧壁和底部的回弹的影响。再通过正交试验获取不同参数组合下的回弹数据并作为样本数据,在MATLAB软件中对BP神经网络进行训练,将预测结果与实验结果进行了对比。     

AZ31B镁合金板热渐进成形的精度研究

成形精度差是限制单点渐进成形发展的重要因素,针对单点渐进成形技术难以实现对材料高温处理再加工的问题,提出一种基于液体介质加热的单点渐进成形方法,并通过依次提高温度的方法,探索了适合进行AZ31B镁合金板料单点渐进成形的实验温度。同时,研究了在该温度下采用单点渐进成形方法加工AZ31B镁合金方锥件时,成形角对精度的影响。结果表明:液体介质加热的方法对单点渐进成形有效,在加热油温达到200℃时能够完成镁合金板料的单点渐进成形过程;方锥成形件的精度影响分两种形式——侧壁鼓凸和棱边回弹,并且随成形角的增大,侧壁鼓凸和棱边回弹的回弹量都减小。     

正十二边形锥件单点渐进成形工艺参数研究

影响正十二边形锥件多道次单点渐进成形壁厚均匀度的因素有很多,其中工艺参数的影响较显著。在确定冷却润滑方式的基础上,采用数值模拟与物理试验相结合的方法,对下压量、工具头直径、进给量等因素对成形制件壁厚均匀度的影响进行分析,得出了各影响因素对正十二边形锥件壁厚均匀度的影响大小依次为:工具头直径、进给量、下压量。通过试验验证了正交试验所得最优工艺参与数值模拟结果的一致性。     

Vague集在C15不锈钢变薄拉深工艺参数优化中的应用

在Simufat.forming软件中进行C15不锈钢变薄拉深成形过程有限元仿真模拟,以变薄率、凹模锥角和拉深速度为工艺参数变量,设计3因素3水平L₉(3³)正交试验,以工件变薄拉深过程中的拉深力、残余应力与壁厚回弹量为成形质量评价指标,采用变异系数法对3个评价指标进行客观权重分配,引入Vague集对正交试验结果进行多目标优化,得到最优工艺参数组合以及各工艺参数对综合评价指标的影响顺序。结果表明：变薄率为42%、凹模锥角为9°、拉深速度为10 mm·s^-1时,C15不锈钢变薄拉深工件的成形质量较高。各工艺因素对变薄拉深件的综合成形质量的影响顺序为：拉深速度>变薄率>凹模锥角。对仿真结果进行试验验证,仿真和试验结果的最大相对误差(壁厚回弹量)不大于7.61%,仿真结果具有良好的可靠性,可对实际生产提供理论指导。     

渐进成形A3003铝板锥形件减薄带壁厚变化规律试验研究

为了研究渐进成形初始成形阶段A3003铝板锥形件减薄带的壁厚变化规律,利用渐进成形试验加工了8组A3003铝板锥形件,通过测量减薄带处的壁厚分布,分析了工具头直径、进给量、成形半锥角和润滑条件等加工参数对锥形件减薄带壁厚变化的影响规律。结果表明,渐进成形锥形件壁厚变化可分为3个区域,即壁厚减薄区、壁厚回升区和壁厚稳定区。成形半锥角是渐进成形锥形件壁厚的主要影响因素,对锥形件的表面质量影响最大因素是润滑条件,影响锥形件壁厚均匀度的是进给量,对锥形件壁厚稳定区壁厚的稳定有一定影响的是渐进成形的成形工具头直径。渐进成形加工参数对A3003锥形件减薄带减薄率的影响程度为:成形半锥角进给量工具头直径润滑条件,对锥形件减薄带减薄范围的影响程度为:成形半锥角/进给量工具头直径润滑条件,增大成形半锥角不仅可以降低锥形件减薄带的减薄率,还能减小减薄范围。     

工艺参数对双筒形件冲锻成形质量的影响

在双筒形件的冲锻成形过程中,由于板料壁厚较薄,在镦粗增厚过程中容易产生折叠和回弹缺陷.本文研究了不同的弹性模量、初始屈服应力、应变硬化指数等材料参数对回弹角度的影响,研究了不同壁厚对冲锻成形过程中材料折叠的影响.结果 表明,冲锻过程中双筒形件的侧面处容易产生材料回弹缺陷.增大材料的弹性模量可以减小侧壁的回弹角度;增大材...     

柔性压辊拉形中回弹的数值模拟

拉形是飞机蒙皮件的主要成形方法。柔性压辊拉形是一种新的拉形工艺,将传统的拉形过程中使用夹钳进行拉伸包覆的加载方式,改变为利用柔性压辊垂直下压的加载方式,使板料产生变形。对柔性压辊拉形成形球形件的过程和回弹进行数值模拟,分析加载量、板厚、板料与模具之间的摩擦系数等因素对回弹的影响。研究结果表明,在柔性压辊拉形方式下,成形件应力分布比较均匀,且在成形一定尺寸的球形件时,加载量越小,回弹量越大;板料越薄,回弹量越大;板料与模具之间的摩擦系数越大,回弹量越大。     

芯棒伸出量对0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管数控弯曲成形质量的影响

利用有限元模拟软件ABAQUS建立了0Cr21Ni6Mn9N不锈钢管材的数据弯曲、抽芯及回弹全过程有限元模型,并对其可靠性进行了验证;研究了芯棒伸出量e对横截面畸变、壁厚变化、起皱趋势和回弹角的影响规律。结果表明,随着芯棒伸出量的增大,管材横截面畸变率和回弹角减小,当芯棒伸出量大于2.5 mm时,管材出现"鹅头"现象;外侧壁厚减薄率随着芯棒伸出量的增大而增大,内侧壁厚增厚率随着芯棒伸出量的增大而有所减小,但减小趋势不明显;弯管内侧起皱趋势随着芯棒伸出量的增大先减小后增大;最后获得了合适的芯棒伸出量范围为1.5~2 mm。     

单道次渐进成形锥形件壁厚均匀临界成形角的研究

基于ANSYS/LS-DYNA分析平台构建单道次渐进成形锥形件的有限元模型,利用数值模拟和实验方法研究单道次渐进成形锥形件的壁厚均匀临界成形角。通过研究不同成形角的锥形件,获得所用板料的壁厚均匀临界角,并分析了坯料厚度和轴向进给量对壁厚均匀临界角的影响。数值模拟结果和实验结果均表明,随着坯料厚度增大,壁厚均匀临界成形角逐渐增大,轴向进给量对壁厚均匀临界成形角影响基本无影响。     

差厚拼焊板汽车覆盖件回弹的研究

以差厚拼焊板覆盖件中通道为研究对象,根据零件结构图分析其工艺性。利用Dynaform软件对中通道进行冲压成形模拟,并设置前处理相应的一些工艺参数,得到初步模拟结果。然后对初步结果进行工艺参数优化和回弹模拟,分析拉延筋布置、压边力和板厚比对拼焊板回弹的影响。研究结果表明,拉延筋高度为4 mm、压边力为700 kN、板厚比为0．5时,回弹量为1．839 mm (小于回弹量经验值2 mm),符合生产要求。最后将模拟回弹量与实际生产现场进行对比,发现上顶面回弹量最接近实际数据,而侧壁和法兰部分回弹量和实际数据差别明显。     

坯料温度不均对高压气瓶反挤压件质量的影响

通过热压缩实验,得到了34CrMo4合金钢的应力-应变曲线,并根据此曲线建立了材料的峰值应力模型,即Z参数模型。同时,在高压气瓶反挤压工艺中,设置了坯料初始温度不均匀模型。基于有限元模拟技术,应用DEFORM-3D数值模拟软件,对坯料温度不均模型的反挤压过程进行了模拟计算。测量了成形件凸耳及壁厚差的大小,分析了坯料初始温度不均对热反挤压成形件凸耳及壁厚分布的影响。研究表明:随着初始坯料高低温度差的逐渐增大,凸耳高度增大,最大壁厚差也增大;随着反挤压的进行,凸耳高度迅速增加,到凸模下压量达到90%时,凸耳高度增长速度减缓;从反挤压件口部到底部,壁厚差逐渐减小。     

非对称方锥台件数控渐进成形研究

针对非对称方锥台件的数控渐进成形工艺,采用有限元数值模拟与实验相结合的方法,分析了单道次和两道次的成形极限图和壁厚变化情况,研究了两道次成形时不同成形路径对成形质量的影响。结果表明:两道次渐进成形可提高零件的可成形性,但在成形路径设计时应考虑侧壁成形角对成形性能的影响,避免由于前后道次径向差异过大而引起的成形件壁厚过度减薄及底部下沉现象。     

铝合金超塑性气胀成形壁厚分布工艺研究

应用MARC软件对铝合金的超塑性胀形进行仿真,分析正反向和正向超塑胀形对成形件壁厚分布以及不同变形量对胀形结果的影响,比较了2种不同胀形方式对成形件壁厚分布和成形极限的影响。结果表明,采用合理的正反胀形可以很好地改善成形件的厚度不均匀性并大大提高成形极限,实验验证了仿真和实验结果相吻合。     

正八边形锥件单点渐进成形壁厚均匀性研究

为研究单点渐进成形铝合金零件壁厚均匀性的变化规律,采用数值模拟与实验相结合方法对2024铝合金正八边形锥件单点渐进成形过程进行了分析。通过建立单点渐进成形过程动力显式有限元模型,得到影响单点渐进成形板料厚度的因素。其中工具头直径的影响最大、进给量的次之,下压量的最小。采用实验方法对模拟结果进行验证,实验与数字模拟分析最大误差为7. 0%。     

基于Simufact多道次变薄拉深筒形件尺寸精度研究

为了探究多道次变薄拉深冷成形加工工艺参数与筒形件尺寸精度之间的关系,采用Simufact. forming有限元仿真软件,选取C15-c低碳钢为试验材料进行多道次变薄拉深冷成形模拟试验,采用正交试验设计方案,探究了多道次变薄拉深冷成形过程中工艺参数(减薄率、凹模锥角与摩擦系数)对筒形件尺寸精度(内径扩径量、外圆度误差与壁厚偏差)的影响规律,并进行了试验验证。结果表明:在C15-c低碳钢材料筒形件的多道次变薄拉深冷成形工艺中,当减薄率为40%、凹模锥角为12°、摩擦系数为0. 10时,筒形件的尺寸精度较高。加工工艺参数对内径扩径量的影响顺序为:减薄率凹模锥角摩擦系数;对外圆度误差的影响顺序为:摩擦系数凹模锥角减薄率;对壁厚偏差的影响顺序为:减薄率凹模锥角摩擦系数。     

液室压力加载路径对5A06铝合金锥形件充液拉深成形的影响北大核心CSCD

为提高5A06铝合金锥形件的拉深成形极限,采用数值模拟与实验相结合的方法进行了锥形件充液拉深成形的研究,分析了不同锥角的锥形件充液拉深变形过程中的缺陷形成机制及工艺参数的影响规律。锥形件成形的典型缺陷为悬空区起皱,分析了不同液室压力加载路径对锥角分别为5°、10°、15°及20°的5A06铝合金锥形件的典型缺陷的影响,获得了避免缺陷的加载路径以及不同锥角的锥形件的壁厚分布规律,实验确定了不同锥角的锥形件的拉深成形极限。结果表明:随着锥形件锥角的增大,锥面悬空区增大,充液拉深成形过程中的第1阶段液室压力加载路径的斜率减小,可避免为克服悬空区起皱而导致的破裂缺陷;锥角越大,锥形件壁厚减薄率越大,拉深成形极限越小。     

微/介观薄板弯曲成形的回弹尺度效应

回弹是影响薄板成形零件精度最主要的影响因素。在微/介观尺度薄板成形中,零件的回弹特性也表现出显著的尺度效应。文章制备了0.1、0.2和0.4mm的纯铜薄板试样,并通过热处理得到3种不同的晶粒度;开发了30°、60°、90°的微弯曲模具,开展了弯曲成形实验,研究了尺度效应对于弯曲回弹的影响规律。实验结果显示,随着晶粒的增大,回弹角减小;随着板厚的减小,回弹角增大,且增量随板厚减小迅速增大。回弹角同时受到晶粒尺度效应和几何尺度效应的影响。     

Ti35合金管材数控弯曲成形规律有限元模拟研究

利用Abaqus有限元软件对新型耐蚀Ti35合金管材的数控弯曲过程进行了模拟研究。研究了弯曲角度、芯棒伸出量、压块相对助推速度和相对弯曲半径对Ti35合金管材成形结果的影响。结果表明,Ti35合金管材数控弯曲截面扁化率和回弹角随弯曲角度的增大而增大;弯曲变形越剧烈(如减小弯曲半径、压块相对助推速度,或增大芯棒伸出量),壁厚减薄率越大,回弹角越小。截面扁化率随芯棒伸出量、相对弯曲半径的增大而减小。