板材软模成形数值模拟研究现状

分析了板材软模成形数值模拟的特点,对目前主要采用的软模成形数值模拟方法进行了阐述和评价,并对三类典型软模成形(液压成形,橡皮成形及粘性介质压力成形)过程数值模拟应用进行了综述,最后对板材软模成形数值模拟发展趋势进行了展望.     

粘着应力拉伸过程数值模拟及粘着应力模型

为了精确计算粘性介质压力成形过程中粘性介质/板材界面粘性附着作用,分析了压力、剪切速率、温度等因素对粘着应力的影响,提出了粘着应力计算模型.将提出的粘着应力模型引入有限元分析软件中,对粘着应力拉伸过程进行了数值模拟,并将计算结果与试验结果进行对比,验证提出模型的可靠性.结果表明:采用建立的模型预测的试样伸长量及应变分布与实验测量结果具有较好的一致性.说明建立的粘着应力模型可以准确反映板材/粘性介质界面粘着应力大小,为精确模拟粘性介质压力成形过程提供了模型.     

柔性压辊拉形方式及其夹钳对板材成形的影响

为提高大型板类件拉形精度,介绍了传统整体夹钳拉形机的特点,提出了新型柔性压辊拉形原理.以球形件为例,分别对两种夹钳结构的拉伸成形过程建立有限元模型,并进行数值模拟,对比分析了两种夹钳结构作用下的成形结果.研究表明:柔性压辊拉形方式所得的成形件,其应力、应变分布均匀,成形质量较整体夹钳方式明显提高;而采用传统整体夹钳所成形的部件,其局部应力集中现象相对严重.利用柔性压辊拉形理论,分别对采用平板式结构夹钳和拉延筋式结构夹钳成形球形件的过程建立有限元模型并进行模拟分析,根据板材拉形过程的流动理论,对比分析两种夹持方式下板材的流动状态.研究发现:采用拉延筋式夹钳进行拉伸成形,处于夹钳中的板材流动效果较好;而利用平板式夹钳的成形过程中,板材流动量较小.实验验证结果与模拟结果趋势一致.     

工艺参数对多点复合渐进成形厚度减薄的影响

为提高成形质量、预防破裂等缺陷,在金属板材多点复合渐进成形的基础上,通过建立三维有限元模型,对不同工艺参数成形方锥台制件进行了数值模拟和分析,探讨了制件成形过程中厚度分布和变化情况及不同工艺参数对厚度减薄率的影响.数值模拟结果表明,制件成形区对角线上的厚度减薄相比中线上的更严重,工具头直径和板材初始厚度越小、成形角和进给量越大,制件所能达到的最大厚度减薄率越大,制件越易破裂.多点复合渐进成形试验表明,数值模拟结果与实验相吻合.     

润滑条件对圆管镦挤法兰成形的影响

对圆管镦挤法兰成形工艺进行了详细的研究 ,采用有限元数值模拟方法分析了润滑条件对成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因 .给出了两种内径、三种壁厚情况下成形法兰宽度 -摩擦系数关系曲线 ,并进行了圆管镦挤法兰成形试验 ,数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性 .     

板材激光弯曲成形数值模拟的研究现状及展望

板材的激光弯曲成形是一种利用高能激光束扫描金属板材表面产生非均匀分布的热应力,从而使板材发生塑性变形的金属板材柔性成形新工艺.数值模拟已逐渐成为板材激光弯曲成形研究中的热点内容.综述了近年来国内外对激光弯曲成形过程的温度场及变形场进行数值模拟的研究现状,并对其应用范围和发展前景作了展望.     

铝合金板成形性及成形工艺研究现状

介绍了铝合金板材成形过程中影响其成形性能的主要因素,提高铝合金成形性能的先进成形工艺,以及有限元分析技术在铝合金板成形领域应用中的进展.指出开展对高性能铝合金板成形性能的实验研究与成形工艺有限元数值模拟有利于拓宽高性能铝合金板成形件在高技术领域的应用.     

管材内高压成形多步法数值模拟

利用动态显式有限元程序LS-DYNA,采用多步法和单步法两种方式,以某型号副车架为例,对曲线空心构件的内高压成形过程进行了数值模拟研究,给出了两种方式下副车架内高压成形后的壁厚分布.在模拟的基础上进行弯曲、预成形和内高压成形试验,获得了副车架内高压成形件,给出了典型截面的壁厚分布,并与两种模拟结果进行了比较.结果表明,采用多步法数值模拟技术模拟曲线空心构件的内高压成形过程,考虑了弯曲和预成形对后续的内高压成形过程的影响,模拟结果与试验结果基本吻合,能够更加准确地反映曲线空心构件的内高压成形过程.     

厚钢板激光弯曲成形机理的模拟研究

对厚钢板的激光弯曲成形过程进行数值模拟.建立了钢板激光弯曲成形的三维非线性瞬态热力耦合有限元模型,模型中考虑了材料热物性参数和力学性能参数与温度的相关性.计算了钢板激光弯曲成形过程中的温度和应力,并预测了钢板的弯曲角度.模拟结果表明,厚度方向的温度梯度是导致钢板弯曲变形的主要原因.对数值模拟的结果进行了相应的实验,模拟结果与实验结果符合较好.     

LYl2半球形件拉深成形过程的动力显式有限元模拟

基于连续介质力学及有限变形理论,建立了用于三维板料成形过程模拟的有限元模型,开发了动力显式算法的板料成形过程模拟的有限元分析程序DESSFORMM3D.最后,用笔者新开发的动力显式弹粘塑性有限元程序对不同压边情况下半球形件的拉深过程进行分析,并把数值结果与实验进行对比,验证了软件的计算结果.