柔性多点模具蒙皮拉形有限元简化分析模型的建立

建立一种简化有限元模型,用以解决柔性多点模具蒙皮拉形工艺由于冲头顶端曲面曲率半径小,而导致单元数量庞大的问题。通过将简化有限元分析模型与非简化模型对比,并通过工艺试验,验证了简化分析模型的可行性和有效性,为新产品研制降低成本提供了有效方法。     

复合垫层在多点模蒙皮拉形中的应用

采用柔性垫层是抑制和消除多点模拉形过程中零件表面缺陷的重要措施。文章设计和制造了3种具有不同增强结构的新型柔性垫层,使用这些新型垫层进行了实际蒙皮拉形实验,并在拉形过程中使用三维非接触光学测量方法进行了零件型面数据的在线测量。实验结果表明,各种复合结构垫层仅以较小的厚度即可有效地抑制各种零件型面缺陷的产生,并且各种复合垫层在成形时的厚向变形均匀度均优于单纯橡胶垫层,其中,以离散钢板条为增强结构的复合垫层效果最佳。     

可重构柔性模具蒙皮包覆拉形仿真系统开发

针对飞机蒙皮拉伸成形工艺中的包覆成形方式,基于有限元软件PAM-STAMP 2G平台,利用其二次开发工具Stamp Tool Kit,开发蒙皮拉形工艺仿真专用系统.将复杂的前置处理过程进行封装,可方便地对带弹性挚层的可重构柔性模具蒙皮拉形包覆成形过程进行弯曲、成形、切边及回弹过程模拟.系统实现了对飞机蒙皮拉形成形质量的预测,有较强的实用性和可靠性.针对所开发的系统,研究了不同挚层厚度对抑制成形板料表面压痕的规律,发现对于可调钉柱其截面尺寸为30 mm×30 mm的柔性模具,垫层厚度大于等于25 mm时可达到很好抑制表面缺陷的目的.     

多点模具拉形中回弹的数值分析

采用多点模具拉形时,由于弹性垫的使用,拉形后成形件的回弹量与使用整体模拉形时有所不同.应用ABAQUS软件研究分析了预拉量及板料厚度对成形件回弹的影响,对预拉量为0.5%、0.75%、1%及板料厚度为1mm、1.5mm、2mm的拉形过程进行数值模拟.结果表明,在一定范围内,预拉量增大,拉形件的回弹量减小;板料的厚度增大,拉形件的回弹量减小.     

可重构柔性模具蒙皮拉形有限元等效模型

等效模型是模拟计算精度和现实计算能力矛盾的产物。从实际生产工艺出发,在PAM-STAMP2G中构建贴近实际生产过程的可重构柔性模具蒙皮拉形有限元模型。鉴于该有限元模型模拟效率低的缺陷,从可重构柔性模面和弹性垫层描述两方面进行简化,引入5种等效模型。分析结果表明,光滑连续模面包覆垫层有限元模型,能够在保证模拟精度的前提下获得较好的模拟效果。在此基础上,提出连续模面单层实体单元包覆垫层等效模型,当弹性垫层厚度小于30mm时,它和连续模面多层实体单元包覆垫层等效模型有相同的模拟效果。     

蒙皮件可变型面模具柔性拉形工艺的研究

针对传统飞机蒙皮件实体模具拉形工艺费用高的问题,提出一种采用可变型面模具进行蒙皮件柔性拉形的先进方法。介绍了可变型面模具的结构组成,阐述了3种模具调形方式的工作原理与特点,以球形件为研究对象,研究了不同的模具离散模式和基本体冲头尺寸对拉形件局部变形和形状误差的影响规律。研究表明:弹性垫的厚度是基本体冲头方体边长的1.25倍时,既能有效地抑制工件的局部变形,又能保证工件的成形精度;对于厚1 mm、曲率半径为1 500 mm球形件,成形精度要求为0.5 mm以下,选择基本体离散排布矩阵为32×40满足生产要求。     

钛合金蒙皮拉形数值模拟与试验

蒙皮类零件通常采用拉形工艺进行成形。基于通用分析软件Abagus对钛合金蒙皮拉形工艺过程进行了数值模拟,通过正交试验获得了较优加载轨迹组合参数,并分析了较优加载轨迹参数下零件成形效果,试验结果表明,回弹量大,成形零件不合格,需进一步控制回弹;研究了预拉与补拉对蒙皮拉形的影响,得出预拉可使板料应力均匀分布和补拉可减小回弹量的结论;利用Think Design软件对模具型面进行回弹补偿,模拟结果显示可以将回弹量控制在有效范围内。     

可重构柔性模具蒙皮拉形闭环形状控制系统设计

蒙皮拉形过程中板料的成形是一个复杂的非线性变形过程,拉形模具设计技术还停留在经验设计阶段,采用实体拉形模具,需要经过多次修模才能修正零件的回弹。可重构柔性模具能够迅速修改模具型面,主动补偿零件回弹,获得准确的零件曲面。文章从控制理论的角度阐述了可重构柔性模具型面设计技术,以模具型面为输入值,蒙皮零件形状为控制目标,设计出变形传递函数,并结合闭环形状控制算法,开发了蒙皮拉形闭环形状控制程序,并在拉形试验平台进行了实验验证,取得了满意的效果。     

蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统开发及应用研究

针对飞机蒙皮零件多品种、小批量、形状复杂、成形精度要求高的特点,对可重构柔性模具蒙皮拉形关键技术进行了深入分析,基于CATIA二次开发技术开发了蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成系统,实现了蒙皮零件数模在可重构柔性模具制造坐标系中的调形计算,具备了冲头高度干涉检查和虚拟模具三维仿真功能。经过应用验证,系统稳定可靠,能准确调形出蒙皮零件拉形所需的模具包络面。本系统的建立,为可重构柔性模具蒙皮拉形工艺研究提供了技术保障。     

蒙皮件多点拉形过程中成形缺陷的数值模拟

多点拉形是一种将柔性制造技术和计算机技术结合为一体的先进制造技术。文章基于动力显式有限元算法,从板厚、材质、变形程度和塑性指数等工艺参数入手,对球形和鞍形件的多点拉形过程进行数值模拟。研究表明,正确的选择工艺参数可以减轻或消除压痕缺陷。同时利用显-隐式算法,分析了板材厚度和成形件目标曲率半径对回弹的影响,得到了回弹的趋势和分布规律,即回弹量与板材厚度成反比,与成形件的曲率半径成正比。研究结果对蒙皮件多点拉形技术的实际应用具有一定的参考价值。     

不锈钢型材拉弯成形工艺模拟研究

以某地铁不锈钢车体的车顶弯梁为例,对不锈钢型材的拉弯成形工艺进行数值模拟研究,介绍了PS2F模拟软件的工作原理,运用该软件对车顶弯梁的拉弯成形工艺进行了模拟优化,并利用该软件生成数控程序驱动数控拉弯机制造出高质量的不锈钢型材拉弯件。     

基于人工神经网络的拉形回弹预测技术研究

以蒙皮拉形为对象,探索了人工神经网络技术在拉形回弹预测中的应用。研究了利用神经元网络预测拉形回弹的关键技术,将人工智能技术和拉形数字仿真技术有机结合,建立了拉形回弹预测的人工神经网络模型,并验证了预测模型的有效性,为推动知识工程在飞机板金精密成形中的应用积累了经验。     

飞机蒙皮振动辅助拉伸成形工艺分析

拉伸成形结束后,由于残余应力的存在导致蒙皮零件产生较大的回弹,会严重影响蒙皮的使用质量。基于回弹产生的原因,从工件的应力-应变机制阐述了振动减小残余应力的机理,提出了一种振动辅助飞机蒙皮拉伸成形的新工艺方法,给出了该工艺的主要参数——频率、振幅在应用选择上的依据条件及实际运用中可选择的合理范围。以飞机前缘蒙皮拉伸成形为例,通过数值仿真模拟,分析了施加振动对成形蒙皮零件回弹的影响以及频率、振幅对改善回弹的影响,并通过实验加以验证。结果表明,在飞机蒙皮拉伸成形过程中,施加振动可以更加有效地减小零件的回弹,当选取的工艺参数频率为30 Hz左右、振幅在1.5 mm左右时回弹值最小,效果最佳。     

板料成形过程数值模拟与实测比较研究

采用板料成形过程数值模拟技术,模拟了某汽车覆盖件拼焊板的拉延成形工序,结合试模情况,测量了试模拉延件的边缘进料量、厚度,并与模拟结果进行了比较,在验证模拟结果可靠性的基础上,评判试模的基本工艺参数,指导模具的调试工作,同时,还对工序件的回弹问题进行了分析,得到了合理的计算结果,对如何更好地应用成形过程模拟技术,合理分析成形过程中存在的问题,解决成形缺陷的工艺方案等问题有一定的参考作用。