覆盖件拉延模工艺补充及压料面的参数化设计新方法

针对基于有限元法的板料成形数值模拟技术已广泛应用于汽车覆盖件制造行业的状况,对快速、自动化的有限元网格建模方法提出迫切要求的现状提出一种新的汽车覆盖件模具冲压工艺设计思路与方法,使用离散三角面片模型,在CAE的前处理软件中进行参数化的工艺补充面和压料面设计,方便进行修改。在完成工艺设计的同时,可自动生成整套模具的网格模型,供有限元仿真分析使用。提供参数化的真实拉深筋的模型建模手段,能够精确模拟拉深筋的形状和拉延过程中拉深筋的力学行为。完成了相关软件STLMesher的开发,大量的算例证明该方法具有较高的精度和较强的工程实用性。     

覆盖件冲压仿真参数化建模方法

针对在覆盖件冲压成形领域对快速、自动化的有限元网格建模方法的迫切需求,提出一种快速的汽车覆盖件冲压仿真建模的思路与方法.将覆盖件冲压工艺设计与冲压成形仿真前处理集成,使用散乱三角面片模型,在自主开发的CAE前处理软件中,进行参数化的工艺补充面和压料面设计.模型的网格剖分与冲压工艺设计同时进行,自动生成整套模具的网格模型供冲压仿真计算.为了真实地模拟板料网格的流动,提出了参数化的真实拉深筋的模型建模方法和板料网格的预细分方法.完成了相关软件的开发.多个汽车覆盖件冲压工艺设计和冲压仿真计算实例说明了该方法的有效性.     

盒形件充液拉深成形工艺优化及试验研究

本文主要研究充液拉深成形技术在复杂异形长法兰类盒形件成形过程中的应用,首先对该类零件的材料进行了力学性能和成形性能测试分析,获取材料的成形极限,确定了充液拉深成形方案;建立了盒形件的有限元仿真模型,模拟了盒形件在充液拉深成形过程中材料的壁厚变化情况,通过成形缺陷分析对关键工艺参数低压充液时间TLP、整形时间TIP、最大压边力Fmax、液体流速Vel％,最大成形力Pmax及时效时间Tw等进行了重新设计,并通过数值模拟和试验验证相结合的方法优化了工艺参数;最终,完成了盒形件充液拉深成形流程再造,确定出最优的工艺参数,并成功实现盒形件的充液拉深成形,使其制造效率和产品质量大幅提升,为低塑性、难变形材料盒形件的批量制造奠定了工艺基础.     

汽车覆盖件成形的有限元模拟及模具设计

介绍了在有限元模拟基础上进行的汽车覆盖件模具设计,利用专用软件AutoForm对某车型的B柱进行了冲压方向的确定、拉深筋的布置、压料面和工艺补充面的设计以及拉深成形过程的数值模拟.根据模拟结果调整优化了工艺参数和毛坯形状等,消除了零件成形中的质量缺陷,提高了成形工艺稳定性,对实际生产中B柱成形的工艺确定和模具设计提供了依据.     

基于Dynaform的铝合金盒形件拉深过程研究

针对6061-T651铝合金盒形件拉深成形过程中存在的技术问题,应用Dynaform非线性有限元软件对盒形件的拉深过程进行模拟分析,得出压边力等工艺参数对拉深过程及成形质量的影响规律,确定了合理的工艺方案,并通过实验对方案进行验证,实验结果满足设计要求。     

基于Dynaform的钢制车轮轮辐冲压成形有限元模拟

板料成形技术是工业领域中最重要的一种金属加工方式。利用"分解-综合"原理,对反拉深成形工步进行工艺分析,在对预拉深成形型面进行优化的同时,改进了轮辐冲压成形工艺方案。基于Dynaform冲压成形软件,建立了汽车轮辐反拉深有限元模型,并对有限元模型进行数值模拟,验证了优化过的模具型面和新工艺路线的合理性和可行性。最后,针对轮辐翻孔成形减薄严重,设计了四因素、四水平的正交试验表,通过极差分析找到了一组轮辐轴孔翻边成形最佳工艺参数。     

基于正交试验和能量转换的精密级进模多步拉深成形研究

应用正交试验方法,采用Dynaform对精密级进模多步拉深成形进行有限元数值模拟。结合能量转换原理,研究各步拉深中凹、凸模圆角半径、拉深高度以及压边力等工艺参数对成形件厚度和回弹的影响,并找出各因素影响的主次顺序。以射频(RF)连接器的壳件为例,通过上述方法优化各步成形参数,用以指导模具设计。     

润滑条件下铝合金板成形模拟中摩擦模型的研究

对润滑条件下铝合金薄板筒形件拉深成形过程进行了工艺分析，在作出一些简化和假设的基础上，建立了基于流体润滑的筒形件拉深成形过程摩擦模型；将该模型运用到板料成形过程有限元分析中，计算出筒形件成形时摩擦系数动态变化的数值；开发出基于探针测试的铝合金板温成形动态过程摩擦测试系统，并对筒形件成形时的摩擦系数进行了测试实验。计算结果与实验数据表明，板料成形过程中的摩擦系数不是一个常数，随着凸模行程的增加，摩擦系数具有增加的趋势。     

基于Dynaform的多次拉深工序优化设计

针对多次拉深级进模设计过程中,拉深工艺的多样性和复杂性,模具结构复杂,成本高等特点,采用板料成形有限元分析软件Dynaform进行冲压过程模拟,分析不同拉深次数对成形的影响,为设计合理的拉深工艺提供参考,从而缩短设计时间,提高产品质鼍并降低生产成本.     

弹体温成形工艺改进的研究

针对弹体温成形实际生产过程中模具寿命低及壁厚差大的问题,通过对温成形工艺参数的分析,提出弹体温成形过程的改进方案,即在温挤压工步之前增加预成形工步,在温挤压工步之后增加变薄拉深工步.经对改进工艺的计算机模拟及实验验证表明,此改进的工艺能够减小壁厚差,降低凸模温升,延长凸模寿命.     

大型薄壁壳体结构动力学响应特性的数值模拟

在考虑结构弹性变形、空间大范围运动以及弹性振动与刚体运动耦合的基础上,建立整流罩有限元模型。在验证有限元模型的正确性后,采用MSC.Nastran有限元程序对其进行模态分析,获得罩体结构的固有频率特性和振型特点。最后采用MSC.Dytran程序提供的大变形动力学响应分析的显式差分法算法,对飞行工况下的整流罩分离运动过程进行动力学数值模拟,获得罩体结构动力学响应特性和分离参数。对比已有的实验数据验证文中分析方法的正确性。     

应用TAGUCHI法对微拉深成形有限元模拟结果的误差分析

为考察基于传统本构模型和求解算法的有限元程序模拟金属微成形过程的适应性,设计正交试验,应用自行开发的板料成形有限元程序ARVIP-3D对微成形和等比放大10倍的常规成形进行模拟计算,并根据质量工程中的TAGUCHI法,参考信噪比的概念,对材料参数和工艺条件等因素对两类相似拉深的模拟结果误差进行了分析。结果表明：微成形中的尺度效应主要是成形机理与常规成形不同而引起的,基于传统本构模型和求解算法的有限元程序不能正确模拟微成形过程,但可以模拟出摩擦引起的尺度效应;宏微观尺度的成形模拟结果误差主要来自于浮点运算的误差,但几何和力学条件的处理也给模拟误差带来了影响。因此,在开发适合于微成形模拟的新型有限元程序中,不仅要考虑本构模型的特殊性,几何和力学条件的相关处理算法也应进行改进。     

Consideration of geometric nonlinearity in rigid-plastic finite element formulation of continuum elements for large deformation

A rigid—plastic finite element formulation for the continuum elements employing the geometric nonlinearity during an incremental time step is presented. In sheet metal deformation, the displacement for each step is considerably large even though the effective strain increment is very small. For such large displacement problems, geometric nonlinearity must be considered. In the elastic—plastic finite element using continuum elements, general incremental formulations to include the geometric nonlinearity are available. However, in the conventional rigid—plastic finite element analysis using continuum, elements, the geometric nonlinearity has not been considered properly during an incremental time step. In this paper, in order to incorporate geometric nonlinearity to rigid—plastic continuum elements during a step, the convected coordinate system is introduced. To show the stability of strain distributions by the effect of geometric nonlinearity according to incremental step size, two sheet metal forming processes, stretching and deep drawing process, are analysed with various step sizes. Then the computed results using the derived equation are compared with those obtained without considering geometric nonlinearity.     

基于MSC.Dytran的医疗箱空投跌落计算机仿真

利用美国MSC公司的MSC.Dytran和MSC.Patran软件对医疗箱模型进行了跌落试验仿真，进行了应力、变形分析计算；并将分析结果与试验结果做了比较，得出应用MSC.Dytran的动力学分析结果与实际情况基本符合。     

桁架式火星探测器的着陆缓冲特性分析

着陆缓冲机构是着陆器实现行星探测软着陆的关键部位之一,它的缓冲性能直接关系到着陆器是否能安全地在行星表面实现软着陆。根据某院提供的火星着陆器模型,在三维建模软件中建立着陆器的合理简化模型,为了提高分析着陆器软着陆过程冲击响应的准确性,采用MSC公司的Patran/Dytran有限元软件,用瞬态动力学的方法对着陆器的缓冲性能进行分析。仿真结果与试验数据十分吻合,着陆器的缓冲和传力性能良好。因此,采用拉杆缓冲的桁架式火星着陆器是可行的,仿真结果与试验数据也为今后的火星探测提供了参考。     

充液箱体受弹丸撞击下动态响应的数值模拟

采用大型通用有限元软件MSC.Dytran,对充液箱体被高速弹头击穿的动态响应过程进行有限元数值模拟.分析两种箱体状态,一种是空箱,另一种是盛水箱,水占箱体容积的4/5.建立所分析问题的有限元模型,用欧拉单元模拟水和空气,用拉格朗日单元模拟子弹和箱体.考虑铝合金箱体和钢制子弹材料的弹塑性变形、应变率效应和几何非线性变形.通过求解,得到子弹击穿过程中箱体壁板的动态应力、应变的时间历程和变形.结果表明,对两种状态,壁板上弹孔附近的变形特点不同,流固耦合的作用显著提高了箱体的应力应变水平,增加了结构全面破坏的危险性.     

An optimization strategy based on a metamodel applied for the prediction of the initial blank shape in a deep drawing process

The transformation of the sheet into a product without failure and excess of material in a deep drawing operation means that the initial blanks should be correctly designed. Therefore, the initial blank design is a critical step in deep drawing design procedure. Consequently, an easy approach for engineers in predicting the initial blank shape is necessary to reduce wastage in material and to overcome the large time consumed in the classical approaches. Thus, the aim of the present investigation is to propose an automatic procedure for the quick sheet metal forming optimization. In fact, a metamodel will be build based on artificial neural networks which will be coupled then with an optimization procedure in order to predict the initial blank shape in a rectangular cup deep drawing operation. The metamodel is built from the finite element simulations using ABAQUS commercial code. This procedure allows a significant reduce of the CPU time compared to classical optimization one. The results show that the desired shape is in good agreement with the one calculated using the optimized blank shape.     

变径管内高压成形有限元模拟

变径管是航空、汽车工业领域常用零件,用来输送压力油、冷却等。通过建立相应的内高压成形有限元模拟模型,用M SC.M arc有限元分析软件进行模拟分析,研究了变径管成形过程的基本变形特征、成形参数的影响规律。模拟分析得知适当地提高变形速率、减少减薄区变形持续时间有缓解该处过度减薄的作用,轴向进给应在减薄前进行补料,而不应在变形的同时补充所需金属。     

基于PDM的三维变型工艺设计系统的研究

针对企业已有产品资源重用和对具体的工序设计支持较弱的现状，从信息集成、产品资源重用和系统应具备的功能出发，对PDM平台数据模型进行了分析；以SolidWorks为设计环境，对系统的体系结构、主要功能和工艺设计的思路、流程进行了分析和论述。     

板料成形拉延筋拉延阻力和变形的有限元预测

利用有限元MSC.MARC软件,通过建立试验钢板的拉延筋模型,对其拉延过程进行了模拟,得到了板料被拉延筋夹持后移动过程的应力和板料厚度的分布。并且通过提取板料的节点,得出其节点力,把所有节点力相加即得到拉延阻力。