薄壁半球壳零件拉深成形的有限元模拟分析

通过改变凹模圆角半径、压边力等成形参数对0.5 mm厚铝合金板拉深成半球形零件的成形过程进行了仿真模拟,研究了不同成形参数下零件成形过程中的应力应变分布和零件成形后的壁厚分布,揭示成形参数对半球形零件成形质量的影响.为实际生产中提高半球形零件的成形质量和抑制成形过程中板料起皱与开裂提供了一定的参考.     

基于正交试验的半球形拉深成形工艺参数优化

以某半球形TA1钛合金拉深成形件为例,通过ABAQUS有限元软件建立了拉深成形三位模型和数值模拟正交试验方案。以是否破裂和起皱为衡量指标,探究凹凸模间隙、拉深速度和压边力对拉深成形件质量的影响,结果表明:起皱现象主要出现在压边区域不影响成形件质量,对底部最小厚度的影响从大到小依次为拉深速度、压边力以及凹凸模间隙。基于正交试验结果设计优化方案,得到最优工艺参数组合并将其应用于实际生产得到表面质量较好的拉深成形件,结果表明:基于正交试验对拉深成形工艺参数优化的方案可行,可以为企业生产提供指导,具有一定的工程应用价值。     

半球形件拉深压边力数值模拟与优化

针对半球形零件,利用有限元分析软件Dynaform研究了不同恒定压边力对拉深件成形质量的影响,确定了压边力的安全区域。采用6条变压边力控制曲线分别进行模拟。结果表明：采用开口向上的抛物线形变压边力控制曲线,半球形件的质量最好,厚度分布比较均匀,最大增厚率和减薄率分别为22.4%和12.2%。采用数值模拟得到的结果对半球形件拉深的实际生产有一定的指导作用。     

汽车制动器外壳液压深拉成形的数值模拟

液压成形能显著降低成本和提高制件质量,在汽车制造领域中将广泛采用。文中用Dynaform有限元仿真软件对汽车制动器外壳液压深拉成形过程进行了模拟,分析了压边力、液体压力、毛坯形状、压边间间隙对制动器外壳件成形质量的影响。研究结果表明,合适的压边力、液体压力、毛坯形状、压边间间隙能控制制动器外壳件拉深缺陷的发生,可获得好的壁厚分布,能实现一次成形成功的成形区域,为今后此类型的制动器外壳件液压成形生产提供了技术指导。     

拼焊板U型件成形性能及焊缝移动规律

为了研究板厚、材料参数和压边力差异对拼焊板的成形行为的影响,采用有限元法分析了U型件两侧板厚比、强度系数比、应变硬化指数比及压边力比对拼焊板U型件拉深量及焊缝移动的影响规律.结果表明,随着板厚比、强度系数比、压边力比的增大,拼焊板U型件拉深量逐渐减小,焊缝移动量增加;而随着应变硬化指数比升高,U型件拉深量有所增加,焊缝移动量也增大.可见,通过合适匹配拼焊板材料及工艺参数,可提高拼焊板成形性能及减少焊缝移动量.     

基于Dynaform的圆筒拉深件数值模拟

以Dynaform为模拟分析平台,对典型圆筒件拉深成形过程进行了模拟。用正交实验的方法评定了压边力、冲压速度、凸凹模间隙三个因素对零件成形质量的影响,并得到一组优化的参数值。圆筒件拉深成形相关参数的最优值压边力为20kN,冲压速度为2000mm/s,凸凹模间隙为1.1mm。     

先进充液柔性成形技术及其关键参数研究

基于所提出的具有均匀压边力并轴向加压的板材充液柔性成形技术,面向板材液压柔性成形技术的普遍规律,成形出拉深比较高的铝合金筒形件以及其他复杂形状的零件如方锥盒形件、方盒形件、轴对称锥形件等,对其中的关键技术如初始液压加载状态、液压加载最优路径、破裂控制等一些关键参数进行了研究和优化;考虑板平面方向性系数的影响,利用数值模拟的手段对其成形过程进行了分析,指导实验研究,得出了有益的结论。     

变压边力对拼焊板U形件成形性能影响的研究

拼焊板由于两侧材料差异导致成形性能下降。利用变压边力控制技术能够提高板料成形性能。研究了随位置变化压边力和随行程变化压边力两种变压边力控制方式对拼焊板U形件成形性能的影响。结果表明,利用变压边力控制技术,能够提高拼焊板U形件成形性能。在随位置变化压边力控制方式中,当薄侧压边力小于厚侧压边力,可以缓解侧壁变形程度,但会加剧焊缝移动量;当薄侧压边力大于厚侧压边力,可以缓解薄侧底部变形程度,减小焊缝移动量。在随行程变化压边力控制方式中,线性渐增压边力可以更好的改善拼焊板底部材料变形不均匀性,减小焊缝移动。     

压边力对圆弧焊缝拼焊板成形性能影响研究

成形性能下降是汽车轻量化过程中遇到的重要问题之一。针对固定圆弧半径R=180mm差厚拼焊板,利用Dynaform数值模拟仿真技术,对横向圆弧焊缝拼焊板在压边力情况下的成形性能进行了研究。分析了压边力在随位置变化情况下,圆弧焊缝拼焊板的成形能力。研究发现在圆弧焊缝拼焊板的冲压成形过程中,在薄侧加载大的压边力有利于拼焊板成形及抑制薄厚板的起皱现象。在拼焊板成形分析中,无论薄侧压边力固定还是厚侧压边力固定,圆弧焊缝拼焊板的焊缝移动都随着薄侧压边力的增大而得到控制,但进一步增大薄侧压边力,焊缝移动量反而增大。在压边力控制焊缝移动提高拼焊板成形方面,不是单纯的增大薄侧压边力就会提高拼焊板的成形质量,薄厚两侧的压边力必须适当才能有效控制焊缝的移动量,进而提高拼焊板的成形质量。在圆弧焊缝拼焊板成形过程中,由于圆弧焊缝的存在,拼焊板在薄厚两侧压边力为140/150k N的情况下成形性较好。拼焊板的成形质量不仅与薄厚两侧施加压边力的大小有关还与薄厚两侧的面积有关。     

圆筒件拉深过程中压边力的研究

利用恒定压边力经验公式计算得到的压边力值进行模拟时,圆筒件质量存在明显的缺陷。采用变压边力优化曲线作为圆筒件拉深成形的压边力加载模式,研究了临界防皱变压边力曲线的确定方法,应用Dynaform软件对恒定压边力、优化压边力下圆筒件的拉深成形进行了数值模拟,得出了成形极限图(FLD)和材料厚度变化图。将模拟结果进行对比分析,发现在后者作用下的圆筒件平面外缘厚度变化较小,筒壁等其他部分的材料厚度变化率也较小,采用优化压边力可有效防止圆筒件起皱、拉裂现象,提高圆筒件成形质量。     

方盒形件分区压边方式拉深压边力的数值模拟

板料拉深成形是冲压生产中的一种少、无切削的先进加工方法,拉深成形的重要工艺参数之一是压边力,是保证零件成形质量的关键.根据方盒形件的拉深成形特点,将压边圈设计为直边区域、法兰转角区域及直边与转角交界区域的十六块分区压边方式,并对分区压边圈在不同压边力加载模式下进行了模拟分析.分析结果表明:对于方盒形件的拉深,将压边圈设计为适当的分区结构、各分区压边圈采取合理的变压边力加载模式可以充分改善板料的成形性能、达到抑制板料起皱和延缓破裂以及提高板料拉深成形质量.     

基于正交试验的车身覆盖件冲压成形回弹分析

以车身覆盖件为研究对象,根据板料成形特点及回弹规律,利用dynaform软件对前围板冲压成形进行了回弹仿真试验.依据回弹仿真试验结果,用正交试验法对冲压参数(压边力、摩擦系数、板料厚度)与前围板冲压回弹之间的关系进行了分析.结果显示,压边力、摩擦系数对前围板的冲压回弹有显著影响,随着压边力的增大,前围板的回弹量相应地减小.在摩擦润滑条件较差即摩擦系数较大的情况下,前围板的回弹量较小.而板料厚度对回弹仅有一定的影响,但影响关系较复杂.     

KMAS冲压仿真在压力锅盖工艺优化中的应用

在优化冲压成形工艺过程中,为了防止仅仅依靠经验而造成设计周期长、成本高,甚至难以控制冲压件成形质量的问题,需要先在计算机上进行试模.介绍使用KMAS软件进行冲压成形仿真的流程和关键步骤,并模拟了铝合金压力锅盖拉深件的一次拉延成形工艺.研究了工艺参数对冲压件成形质量的影响,经过不断改变冲压速度、压边力、摩擦系数等工艺参数,最终得到较好的模拟结果,提出了合理的工艺参数设置,为后续工件的一次拉延工艺优化设计提供参考.     

基于NSGA-Ⅱ算法的汽车后背门内板拉延成形质量控制与预测

为避免汽车覆盖件冲压时出现起皱、开裂等成形缺陷,提出基于带精英策略的非排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）对冲压成形工艺参数进行优化,实现对冲压成形质量的控制与预测。以某型汽车后背门内板作为研究对象,以压边力、摩擦系数、冲压速度和模具间隙作为试验因素,拉延变形时的最大增厚率和最大减薄率作为质量控制目标。应用拉丁超立方抽样方法并结合CAE分析技术建立试验样本,构建冲压工艺参数同成形质量控制目标之间的响应面模型,基于NSGA-Ⅱ算法在构建的响应面模型内计算获得了满足成形质量的一组最优工艺参数组合,同时给出了成形质量的预测值。实际冲压试模结果证明了文章所提方法的有效性,为汽车覆盖件的冲压成形质量控制与预测提供了一套可借鉴的方法。     

数值模拟的双层金属板拉深成形工艺研究

某轿车排气歧管保护罩采用双层镀铝钢板同步拉深工艺制成,为获得最佳成形工艺参数,避免拉深时产生严重减薄及起皱现象,采用Dynaform软件对双层金属板同步拉深成形过程进行了有限元数值模拟,分析了压边力对拉深成形过程的影响,获得了不同压边力下保护罩内、外层板的壁厚减薄与增厚分布规律。结果表明,与单层板拉深成形相似,对于复杂型面双层金属板拉深件而言,单纯增加压边力并不能完全避免拉深过程中的起皱现象;采用压边力及合理布置拉深筋,可以保证内、外层板材料塑性流动均匀,有效抑制起皱、拉裂等缺陷。根据数值模拟结果进行了产品试制,获得了质量合格的拉深件。     

柔性压边和刚性压边技术在薄板类件多点成形中的对比分析

对比分析刚性压边和柔性压边两种不同工艺,探讨不同的成形工艺条件对起皱模拟、破裂以及成形极限的影响.用显式动力学商用软件LS-DYNA对两种厚度的马鞍型曲面件进行数值模拟.模拟结果表明,在刚性压边成形方式下,变形量较大时成形件起皱,压边力较大时成形件破裂;但在相同条件下,用柔性压边成形工艺的成形件结果良好,而且减小压边面的宽度到原来的1/2时,通过增加压边力的方法,还可获得良好的成形效果.柔性压边工艺可大大提高板料的利用率,改善板料的成形极限,减少各种不良缺陷发生.     

可重构的板料冲压成形模具

提出了一种可重构的板料冲压成形模具,其使用若干个离散的可伸缩的压杆组合成模具体,通过更换与板件局部形状相似的冲压头和调节压杆的伸缩量构成模具成形面,以适应成形板件的形状。该模具具有模内压板功能,其可以有效地抑制成形板料的起皱;同时在模具体中可以构造压边机构,使压边与成形机构融合为一体。该模具主要适用于中小批量板料覆盖件的成形加工。     

基于正交试验的汽车覆盖件冲压工艺参数优化

将正交试验设计方法与冲压数值模拟相结合,综合评估了冲压过程中的压边力、摩擦系数、模具间隙和冲压速度等对汽车覆盖件冲压成形质量的影响,并确定优选的工艺参数组合.以汽车翼子板为例,建立了冲压件和模具的计算机辅助工程模型.运用正交试验方法进行仿真计算方案的设计,通过对仿真数据的方差等分析,找到了最优的工艺参数组合.所得结论对冲压工艺的设计具有指导意义.     

混合压边液体内向流动动态充液拉深

为抑制液体内向流动动态充液拉深中凸缘增厚而造成的拉深阻力急剧增长,提出混合压边液体内向流动动态充液拉深新方法。对定间隙下设定恒定压边力的混合压边充液拉深压边形式实质进行分析,采用有限元研究混合压边方式下压边间隙、压边力以及径向压力的变化对成形过程的影响。研究结果表明:定间隙下设定恒定压边力的混合压边充液拉深压边形式的实质是设定压边间隙和设定压边力压边方式的混合;采用混合压边方式可以降低实际最大压边力,降低凸缘区的摩擦阻力,减少第二个谷底点的减薄率;压边力影响零件直壁部分壁厚分布,较大的压边力得到的零件直壁壁厚较薄;压边间隙的变化影响成形零件直壁壁厚分布,较小的压边间隙成形零件直壁较薄,第二个谷底点越接近零件底部。     

基于应变路径的激光拼焊板方盒件变压边力成形优化

采用数值模拟和实冲试验的方法,研究了不同压边力对拉深过程中破裂危险点应变路径的影响规律;通过调整压边力的大小和分布,实现对拼焊板方盒件薄板破裂危险点处应变路径的控制,从而提高拼焊板方盒件的冲压成形性.研究表明:厚/薄侧压边力的大小和分布对破裂危险点的应变路径和安全裕度有很大的影响,合理的压边力分布可调节失效破裂的位置,提高成形极限深度;变压边力条件下的应变路径由拉压应变状态过渡到双向拉伸应变状态,能够显著提高危险点的安全裕度;通过多点控制的变压边力有利于调节板料在凹模中的流动,从而能更好地控制危险点应变路径;改变危险点的应变路径,调节失效破裂的位置,可有效地提高拼焊板方盒件的冲压成形性.