整体壁板压弯成形中的筋条失稳预测(英文)

为实现对整体壁板压弯成形中筋条失稳的预测,基于能量法、弹塑性力学和数值解析提出压弯成形过程中筋条临界失稳载荷的求解方法。在设计的压弯模具上进行压弯失稳试验。结果表明,基于本文提出的方法所得的理论临界失稳载荷与试验结果吻合较好。采用本文所提出的方法可以对铝合金高筋整体壁板压弯成形中的筋条失稳问题进行合理地预测。     

整体壁板压弯成形筋条失稳预测与分析

为实现整体壁板压弯成形中筋条失稳的预测,以典型截面形状的I型筋条试件压弯失稳为例,对筋条边界条件作不同假设,建立3个不同的筋条失稳模型。基于能量法、弹塑性力学和数值解析,计算3个筋条失稳模型的临界失稳载荷,并与试验结果对比,确定最佳的筋条失稳模型。结果表明,视筋条对边为简支约束、底部为固支约束的失稳模型,其求得的失稳临界载荷与试验结果吻合较好。该失稳模型可以对高筋整体壁板压弯成形中的筋条失稳进行合理的预测。     

Ti55钛合金整体壁板电脉冲辅助压弯成形失稳研究

高温钛合金网格筋壁板相较于传统的铝合金筋壁板结构效率更高,但是室温下钛合金整体壁板难以成形。利用电流电致塑性效应和焦耳热效应能有效降低成形载荷、提高成形极限,并且能有效避免钛合金在加热中被严重氧化。本研究建立了Ti55整体壁板电脉冲辅助压弯成形的电-热-力耦合有限元模型,并对不同成形工艺参数和壁板几何参数进行模拟。结果表明:在壁板两端施加8 A/mm~2电流密度时,压弯成形温度区间比较合适。整体壁板随着筋条高度的增加,失稳屈曲程度越来越大,筋条失稳时所需的临界载荷越小,筋条的稳定性越差。腹板厚度主要影响筋条的温度从而影响筋条的失稳情况。整体壁板纵向筋条间距增大,筋条稳定性越差,筋条失稳屈曲也越严重。     

整体壁板压弯成形中性层及回弹解析

针对压弯成形制造带筋尤其高筋,整体壁板工艺仍然依赖工人的实际经验、缺乏科学理论指导的现状,开展对铝合金带筋整体壁板压弯成形过程变形机理深入的力学分析。对筋条在内弧的对称、非对称形状截面的结构特征,利用解析法得到了压弯过程中弯曲中性层的平移量和转动量,并通过有限元模拟进行验证;建立了回弹的计算模型,得出上模下压量与回弹量的关系表达式,并与有限元模拟和实验进行了对比验证。     

多级整体渐进成形中带筋壁板压弯稳定性的优化研究

针对整体壁板成形过程中的筋条失稳问题,提出了整体渐进时效复合成形的概念及实现思路。采用ABAQUS软件对多级整体渐进成形过程进行了分析,并与一次压弯成形后带筋壁板的结果进行了比较。结果表明,多级整体渐进成形能够有效改善整体壁板成形的稳定性。     

整体壁板增量压弯试验与模拟

采用逐点增量弯曲的方法对网格式带筋整体壁板进行了试验研究，并进行了有限元模拟。研究表明：采用增量压弯成形工艺可以成形出具有一定曲率外形的整体壁板；压弯过程中蒙皮始终处于弹性变形阶段，筋条既有弹性变形产生，又有塑性变形产生；压下量达到一定值时，塑性变形的比率急剧增加。     

7475铝合金壁板蠕变成形筋条失稳及数值模拟

对于筋条整体壁板的蠕变成形,防止筋条塌陷是该技术成形的关键。采用某单曲率整体加筋壁板进行了热压罐成形试验,应用有限元软件ABAQUS/Standard,模拟了蠕变成形的全过程,通过对比二者的模拟结果验证了有限元模型的正确性。分析了成形过程中筋条的应力应变分布,给出了筋条的临界失稳应力公式,针对成形缺陷提出了夹具成形的优化工艺。实验结果表明,该优化工艺可以使筋条临界失稳压力提高4倍,最大侧向位移由1.4mm减少到0.2mm,使高筋条壁板成形的皱曲缺陷得到明显控制。     

2219铝合金网格壁板增量成形有限元仿真

整体网格壁板广泛应用于航天器结构中,该文采用增量压弯成形法作为火箭贮箱2219T87铝合金网格壁板成形工艺。基于ABAQUS建立网格壁板增量压弯模型,并分析壁板网格参数、网格加强对成形结果的影响。结果表明,残余变形量与压弯量和筋高度均近似呈线性关系,纵向加强筋能有效提高成形精度。通过试验验证了仿真模型的准确性,为整体壁板成形工艺提供指导。     

矩形管小曲率半径弯形模研制

矩形管只易作大半径的弯曲变形，否则因薄壁失稳，在弯曲处产生折皱。我厂成功研制了小曲率半径矩形管压弯模具，从而解决了矩形管小曲率半径弯曲难题。     

7B04铝合金带筋构件蠕变时效成形数值模拟与试验

基于7B04铝合金165℃单轴拉伸蠕变试验数据,拟合得到时间硬化本构方程,利用有限元软件ABAQUS对带筋构件的蠕变时效成形过程进行数值模拟,分析筋条的变形规律,并进行验证试验和性能研究。结果表明:筋条的塑性变形有效减小蒙皮的回弹,和蠕变变形共同决定构件外形;数值模拟与试验结果吻合较好,构件95%外形区域的绝对偏差值≤0.50 mm;构件的筋条强度高于蒙皮强度,与无应力时效相比,构件的伸长率降低,电导率升高;应力松弛试样的性能和筋条的性能相近,可以进行等效表征。     

塑料辅助网格式整体壁板滚弯成形实验研究

文章提出一种新的壁板成形方法——填料辅助网格式整体壁板滚弯成形,即采用高精度数控机械加工技术,将等厚板加工成网格式壁板,然后在壁板的网格中加入填料,再对其进行滚弯成形,成形之后去除网格中的填料。研究了塑料填料的滚弯成形工艺,实验结果表明,塑料填料明显改善了壁板的受力状况,有效的保护了筋条,成形之后壁板的筋条没有发生失稳开裂等缺陷,且成形后壁板的直线度与弯曲度满足工艺要求。     

应力集中对余热处理钢筋冷、反弯裂纹影响研究

介绍了大规格余热处理钢筋存在的冷、反弯裂纹问题的现状，并在试验的基础上研究了横肋根部应力集中对钢筋冷、反弯裂纹的影响．冷弯裂纹与钢筋中氢含量有关，反弯裂纹与钢筋中的氮含量有关，当二者合格时，裂纹与应力集中有关．     

筋板零件成形工艺与模具设计

通过特定零件成形过程的受力状态、应力应变状态分析,介绍了加强筋通过拉弯成形的冲压成形工艺,并以实际模具调整为依据,叙述了保持坯料受力状态对成形工艺稳定性的影响,为类似零件的成形提供参考。     

四周封闭件的成形工艺及模具设计

对于四周封闭件的成形,由于制件有材料强度高、折弯角度大小与边宽不等、操作空间狭窄和向内凹进的加强筋等不利条件,使得最后封闭翻边十分困难。本文以车顶拉手支架为例,重点介绍了其工艺方案和最后封闭成形的模具结构设计,该模具采用斜楔机构置入与抽出芯模以及浮动托料机构,实现了四周封闭成形,这是一种比较新颖的模具结构。     

整体壁板增量压弯过程应力应变模拟

整体壁板结构特点为蒙皮和纵横交错的加强筋为一整体,将机械加工后的平面外形的壁板毛坯成形为具有复杂曲面外形的壁板零件具有很大的难度。本文采用MARC有限元软件分析了整体壁板成形过程中应力应变变化情况。研究表明:整体壁板成形过程中,筋条处的应力状态最为恶劣,筋条与蒙皮过渡区处于三向拉应力状态,同时有剪切塑性应变发生,容易导致该处开裂,对于高筋条来说,还容易导致失稳现象发生;筋条的塑性变形既有凸模下压导致的塑性变形,又有蒙皮回弹导致的塑性变形;塑性变形区主要集中于筋部,蒙皮几乎不发生塑性变形;成形后的壁板将保留较大的残余应力,该应力主要是由蒙皮弹性回复所引起。     

纵凸筋钢板轧制凸筋拉缩分析

纵凸筋钢板轧制的难点之一是凸筋充填的同时伴随着凸筋被拉缩。本文通过实验分析了几种因素对凸筋拉缩的影响。     

带纵向外筋薄壁筒形件复合流动成形数值模拟与工艺优化

采用传统的切削、挤压方法加工外表面带纵向外筋薄壁筒形件,存在着材料利用率较低、成本较高的问题,因此,提出了一种新的复合流动成形工艺。利用有限元分析软件,研究了预成形压下量、道次减薄量分配比以及滚珠直径等工艺参数对外筋成形效果的影响规律。研究发现:预成形压下量越大,外筋填充效果越好;不同阶段中,滚珠直径对外筋填充效果影响不同;采用两道次成形时,可以显著降低成形过程中的轴向旋压力。以外筋填充率和旋压力作为优化指标,通过正交试验,获得外表面带纵向外筋薄壁筒形件复合流动成形的最佳工艺方案,选取最佳工艺方案,通过试验验证了复合流动成形工艺的可行性,为此类构件的高效、低耗生产提供了理论设计依据。     

Role of ball size in backward ball spinning of thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs

As a successively and locally plastic deformation process, backward ball spinning is applied in order to manufacture thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs. Based on the experiments and rigid-plastic finite element method (FEM), the influence of the ball size on deformability of thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs during the backward ball spinning is investigated in the present study. The size of ball plays a significant role in backward ball spinning of thin-walled tubular part with longitudinal inner ribs. The size of the ball not only is a critical factor in determining the magnitude of the spinning force, but also has a great influence on the surface finish of the spun part, the steady flow of the metal material as well as the formability of the inner ribs. The results have shown that increasing the size of the balls contributes to the formability of the inner ribs as well as the steady flow of the metal material on the surface of the spun part, but too large ball size leads to poor dimensional accuracy and inferior surface quality of the spun part.     

纵筋板轧制技术的研究现状与展望

纵筋板是在钢板的某一表面上均布纵向凸筋的一类异型钢板,其轧制过程是兼有板带和型钢变形特征的成形过程,局部具有严重畸变。本文介绍了纵筋板及其主要用途,以及国内外学者对纵筋板轧制理论和实验研究的现状。总结了筋底压下率、轧制温度、坯料厚度、轧制力以及板宽等因素对成筋率的影响。同时,对纵筋板研究与应用的前景进行了展望。