外覆盖件抗凹性能的模拟仿真研究

在汽车外覆盖件成形过程中,对于各种冲压缺陷都必须进行分析、评估。文章采用静力显示有限元算法对汽车外覆盖件的静态抗凹性能进行了数值模拟研究,分别研究了覆盖件的抗凹性能与材料、成形条件及面板曲率的关系。结果显示,高强钢能够提高覆盖件的抗凹性能,面板的抗凹性能随着面板的厚度和压边力的增大而增加,而且覆盖件曲率越小,其静态抗凹性能则越高。     

汽车板抗凹刚度试验

针对汽车板的特点,利用IF钢DC04、含磷钢170P1、烘烤硬化钢180BH冲压成形的胀形件及某车型翼子板零件,系统分析了屈服强度、成形条件、烘烤硬化特性等对汽车板抗凹刚度的影响。研究结果表明:高的屈服强度可有效提高汽车板的抗凹刚度,试验中烘烤硬化钢180BH的抗凹刚度最大,170P1次之,DC04的抗凹刚度最小;在合理范围内,可通过增加变形量、增大压边力等工艺手段增加零件的加工硬化程度,从而增大汽车板的抗凹刚度,但零件的抗凹刚度并非随着材料的硬化程度的增加呈线性增强,若增加过量,则引起板料过度变薄,抗凹刚度反而下降;利用烘烤硬化钢板180BH的烘烤硬化特性可显著提高材料的抗凹刚度。     

汽车钢板胀形件刚度和静态残余凹痕抗力试验研究

刚度和静态残余凹痕抗力是反映汽车钢板使用性能的重要指标。针对汽车钢板的特点,利用典型胀形件来研究汽车钢板抗凹性能。采用2种不同厚度的DC04钢板和1种厚度的H340LA钢板,在其他条件相同的情况下进行冲压,得到3种不同胀形高度的试件,并对这9种胀形件进行抗凹性试验研究。研究结果表明:采用屈服强度高的材料可以提高胀形件的静态残余凹痕抗力;随着材料厚度增大,胀形件的抗凹刚度和静态残余凹痕抗力都明显增大;在一定范围内,随着胀形高度增加,胀形件的刚度和静态残余凹痕抗力保持不变或略有增大。     

汽车副车架拉深成形模具设计

某汽车副车架零件（图1）材料为SAPH440．厚度为2．6mm,零件特点是材料韧性好．具有一定的抗拉和屈服强度。由于该零件形状较复杂．材料尺寸精度要求较高．成形最高点的尺寸有85mm,成形后安装孔尺寸也要求比较高。改进前工艺是零件落料冲孔后、直接成形到位,由于材料性能较脆．高度要一次到位。如果不对材料进行回火处理．材料很容易开裂．这对材质性能有了改变,造成生产成本过高,影响了零件的外观。     

DP490双相钢车门外板应用研究

对比了DP490双相钢与常规外覆盖件用钢的材料特性差异,以某车型后车门外板为研究对象,结合仿真和试验研究了应用DP490双相钢的车门外板高强减薄后风险最大的成形性及抗凹性问题。结果表明,针对目标零件,采用DP490双相钢的成形状态良好,无开裂、起皱缺陷,虽然部分测量位置尺寸偏差超出上、下限,但满足包边要求。同时,仿真及试验均表明,外板抗凹性得到较大提升,虽然抗凹刚度下降,但满足抗凹刚度要求。因此,采用0. 65 mm厚度的DP490双相钢板制作车门外板具备可行性,可以作为未来车型选材的备选方案。     

曲面形件拉延变形过程数值模拟

运用有限元模拟软件MSC.Marc对不锈钢带凸缘半球面形件和抛物面形件进行了数值模拟研究.首先采用拉延成形方式对半球面形件和曲面形件进行数值模拟,模拟了它们在不同工艺参数下的成形过程.从模拟结果中分析应力、应变和材料厚度的分布与变化,分析了凹模圆角半径、凸模形状对拉延成形过程的影响,得出在拉延成形方式下,凹模圆角半径R=10 mm时成形性与成形质量最佳;为了比较不同成形工艺对曲面形件成形的影响,对半球面形件进行了胀形成形模拟,采用相同的分析方法得出,胀形时的变形程度较大,胀形后的材料厚度较薄,坯料没有增厚现象.     

时效硬化铝合金2036的深冲性能

众所周知,时效硬化铝合金是具有高的强度/比重之比的材料,它们有希望取代钢作为汽车车身用薄板材料。用于汽车成形部件的材料,要求有极好的成形性能,以及足够的强度、刚度和抗压痕性能。然而,现在对时效硬化铝合金薄板的成形性能知道得太少。本文研究了时效对2036铝合金薄板深冲性能的影响;用不同状态的时效硬化材料试样,鉴定了深冲性     

薄壁槽钢零件辊弯成形边波产生机理及影响因素

薄壁槽钢零件辊弯成形容易出现边波,影响其成形质量。通过对U型薄壁槽钢零件辊弯成形过程进行正交有限元数值模拟,分析U型薄壁槽钢零件辊弯成形后的应力应变,研究了薄壁槽钢零件辊弯成形边波产生的机理,分析了零件材料的屈服强度σ_s、辊弯成形道次n、零件翼缘高度h和材料厚度t等因素对辊弯成形边波波动量Δy的影响。研究结果表明,边波产生的机理为零件翼缘部位各点产生了纵向应力和不可恢复的纵向塑性应变,且其大小沿翼缘长度方向(纵向)及高度方向均不相等;各因素对边波波动量Δy的影响程度依次为零件翼缘高度h材料厚度t屈服强度σ_s辊弯成形道次n,随屈服强度σs和材料厚度t的增加边波的波动量Δy减小,随零件翼缘高度h的增加边波波动量Δy增大,随辊弯成形道次n增加,波动量Δy先减小后增大。这为合理设计类似薄壁零件的辊弯成形工艺提供了指导。     

DI材性能及制罐工艺对两片罐拱底抗失稳性能的影响

拱底失稳压力是两片罐的一项重要性能指标,通常标准要求拱底失稳压力需达到90psi以上。研究DI材性能及制罐工艺对于拱底抗失稳能力的影响,有助于提高两片罐拱底抗失稳能力。通过试验,研究了拱底深度、DI材厚度以及制罐过程中的热处理对于拱底失稳压力的影响规律,采用有限元模拟,分析了两片罐的拱底成形和拱底失稳过程,并分析DI材屈服强度对拱底失稳压力的影响。结果表明,拱底失稳压力随DI材屈服强度及拱底深度的增大而增大,随DI材厚度的减薄而下降,清洗烘干和涂层烘干后,拱底失稳压力有所提高。     

抗凹性的应变设计及合理充液预胀量的确定

抗凹性是评价汽车覆盖件性能的重要指标。采用理论分析方法,研究成形件等效应变、变形模式与静态抗凹性载荷的关系,并以双相钢DP的成形极限图为基础,描绘了二维应变图形内的抗凹性极值线;通过分析双相钢平底筒形件充液拉深成形,确定合适的充液预胀量,使得静态抗凹性载荷最大。结果表明,静态抗凹性载荷受变形模式和成形件等效应变综合影响,当主应变比-1β≤1时,静态抗凹性载荷存在极值,即在二维应变图形中存在一抗凹性极值线。抗凹性极值线可作为试件应变设计的一种基准,采用此方法可得到抗凹性最优的试件。     

时效硬化对6021-T4铝板成形性影响及冲压工艺稳健设计

6021-T4铝板由于存在时效硬化现象,其材料参数随存放时间变动较大,造成铝板冲压成形不稳定;通过拉伸试验测得铝板规定使用期内(6个月)材料参数的变动范围,应用数值模拟分析时效硬化对其成形性能的影响;采用田口方法对冲压工艺进行稳健设计,将凸模圆角、凹模圆角和压边力等工艺参数作为控制因子,屈服强度、硬化指数、厚向异性系数等材料参数作为噪声因子,确定试验方案,以SN比为分析指标,找出控制因子的最优组合,完成铝板冲压工艺设计,削弱时效硬化对铝板成形性能的影响。     

材料参数对斜壁矩形盒件多点拉深成形性能的影响

多点成形技术是一种用于三维板类件成形的柔性加工技术.本文采用数值模拟方法研究了三个重要的材料力学性能参数──各向异性指数、应变硬化指数和屈服强度对斜壁矩形盒件多点拉深成形性能的影响.结果表明,与传统的模具拉深成形一样,板料的成形性能参数对多点拉深成形结果有着十分重要的影响;并且在一定的范围内,材料的各向异性指数越大,硬化指数越大,屈服强度越低越有利于斜壁矩形盒件的多点拉深成形.     

航空发动机机匣钣金成形及屈服准则

钣金机匣作为航空发动机的主要构成零部件,其结构复杂、材料难于成形,且成形后内部存在不同程度的残余应力,随着计算机的发展,数值模拟成为辅助板料成形研究的主要手段,屈服准则是数值模拟的基础。本文对航空发动机机匣钣金成形性能做以叙述,对各向同性材料屈服准则、各向异性材料屈服准则、先进的各向异性材料屈服准则进行归纳,提出屈服准则应以屈服轨迹、单轴屈服应力、塑性各向异性参数等为选择依据,并提出未来屈服准则可沿新的屈服准则、描述非线性加载情况下的屈服轨迹、创新实验研究方法等方向发展。     

铝合金覆层板胀形过程及成形性能（英文）

基于幂硬化材料模型,分析覆板材料强度系数K、加工硬化指数n及厚度t对成形板材胀形性能的影响,并以铝合金LF21为研究对象,选择不同厚度及性能的覆板进行了粘性介质压力胀形实验,从覆板材料性能及厚度等方面对板材胀形试件几何形状、壁厚分布规律及极限胀形高度等方面验证了分析结果的准确性。研究结果表明:覆板成形时,选择强度系数K较高、加工硬化指数n值较大及适当厚度的覆板有助于板材成形性能的提高。     

室温微成形尺寸效应对材料强韧性影响的研究现状

重点梳理了近年来微成形尺寸效应理论的研究进展,归纳总结了现有文献中关于微成形中变形行为的各种尺寸效应与材料屈服强度、塑性、抗拉强度、断裂韧性的关系,包括:晶粒尺寸、厚度尺寸以及两者之间的比值对屈服强度有重要影响;伸长率随厚度的增加而增加;抗拉强度与厚度尺寸和晶粒尺寸之间存在复杂关系;材料的断裂韧性与各种尺寸有密不可分的关系。并分析了这些研究结论存在差异的原因,同时,指出现有微成形尺寸效应机理目前存在有争议和亟待解决的关键问题。     

基于预变形的静态抗凹性模拟分析

本文用ABAQUS准静态算法对基于胀形预变形试件的静态抗凹性进行了模拟 ,分析了预变形量及板材类型对静态抗凹性能的影响 ,为用数值模拟方法预测和评定覆盖件的抗凹性能积累了可用的经验     

双曲扁壳覆盖件静态抗凹性数值模拟研究

基于PAM STAMP及其DentResistance模块对双曲扁壳模拟覆盖件的成形及静态凹痕变形过程进行分步模拟计算 ,通过与试验结果的对比 ,数值模拟分析方法的有效性得到验证 ;从模拟得到的载荷凹痕深度曲线中提取评定覆盖件静态抗凹性能的参数 ,对影响覆盖件静态抗凹性的各种因素进行了系统的分析研究     

基于覆层板椭圆胀形试验的铝合金2B06板材的流动性能（英文）

提出一种创新的试验方法——覆层板椭圆胀形试验,利用该试验方程可以实现厚度法向应力的加载和研究。建立覆层板椭圆胀形的理论解析模型,通过试验确定不同椭圆度下板材的等效应力-应变曲线,并研究覆板材料性能和厚度对目标板材流动性能的影响。结果表明,相比无覆板液压胀形,覆层板液压胀形得到的等效应力-应变曲线缩颈前的应变值更大。并且椭圆凹模椭圆度越小,所得的等效应力-应变曲线离圆形凹模(b/a=1)胀形曲线越远。同时,成形过程中选择强度系数K较高、加工硬化指数n较大及适当厚度的覆板有利于目标板材成形性能的提高。     

应变强化对钢板局部凹痕抗力影响研究

随着车身轻量化要求的日益提高,抗凹性作为汽车外覆盖件选择的重要指标越来越受到关注.本文以4种不同屈服强度的钢板为研究对象,开展了不同单拉预变形条件下板材局部凹痕抗力试验.结果显示,单拉预变形过程的应变强化将显著提高钢板的强度和局部凹痕抗力.随着钢板屈服强度的提高,产生一定深度永久凹痕变形所需的载荷也增大,抗凹陷能力得到进一步加强.对于大型汽车外覆盖件,冲压工艺过程的应变强化将提高其抗凹性.     

冲压与渐进成形薄壁件的结构抗压与抗凹性分析

对冲压与渐进成形薄壁件的整体抗压和局部抗凹性进行对比分析,发现与冲压件相比,渐进成形凸台件的侧壁变形更严重并成为弱区,使渐进成形件的整体抗压和局部抗凹性有所降低。塑性变形后,SUS304板由于存在加工硬化,制件承载能力较不考虑加工的影响时更高;Al6061制件的承载能力则较不考虑加工的影响时有所降低,成形过程对薄壁件结构抗压与抗凹性的影响,取决于加载方式和材料性能的综合作用。