轿车发动机横梁内高压成形仿真研究

与传统冲压焊接工艺相比,管件内高压成形工艺具有成形精度高、质量轻、材料省等优点。因此,管件内高压成形技术成为从制造工艺上降低车身质量的主要途径之一。利用自制设备对简单管件进行内高压成形实验,并借助有限元软件对其成形全过程进行数值模拟,通过实验验证仿真结果的正确性和可靠性。基于此,对发动机横梁内高压成形过程进行仿真分析,主要研究摩擦因数、轴向补料路径对成形质量的影响规律。仿真结果表明:减小摩擦因数可有效降低发动机横梁壁厚减薄程度,轴向补料路径对其厚度分布影响较为明显。     

基于有限元仿真的四通管内高压成形工艺分析

运用动力显式有限元分析软件DYNAFORM模拟四通管内高压成形过程,对内高压成形仿真的关键技术进行了研究,通过对四通管内高压成形过程的有限元仿真,分析了管件内高压成形规律以及影响成形结果的关键工艺因素.通过分析模拟结果确定了最佳工艺参数范围.     

基于正交试验法的T型三通管内高压成形仿真与优化

针对T型三通管内高压成形过程中易出现的破裂和起皱等问题,为提升三通管的成形质量,选择最小壁厚与胀形高度等关键参数作为管件成形质量的评价指标。首先借助内高压成形设备开展T型三通管的实验研究,获取三通管成形的关键参数,并利用非线性软件DYNAFORM对T型三通管内高压成形过程进行仿真分析,通过与实验结果对比,验证有限元模型建立与仿真分析的正确性。基于此采用正交试验法对T型三通管的加载路径进行优化,提出所选工艺参数范围内的最优加载路径,通过实验验证了基于数值仿真与正交试验法获取加载路径的可行性与正确性,并为相关管件的内高压成形研究提供了参考。     

异形截面管弯曲与内高压复合成形工艺计算机模拟

利用有限元仿真软件ABAQUS/Explicit,建立了圆管弯曲成形过程和内高压复合成形的三维有限元模型,提出了利用圆形管件先绕弯后采用内高压胀形复合成形工艺成形弯曲异型管的方法.分析了管件成形过程中变化较大的点的成形过程,内压加载方式等对成形结果的影响.     

管件缩径工艺仿真分析

为了对管件在不同加载路径下的成形情况及变形规律进行预测,达到降低管件缩径工艺的开发成本及试验费用的目的,基于ABAQUS非线性有限元软件对管件缩径工艺进行数值模拟,通过实验结果与仿真分析结果的对比,验证了有限元模型的正确性,以此为基础,分析了不同摩擦系数以及模具进给速度对缩径管件成形效果的影响。研究结果表明,摩擦系数及加载速度对管件的塑性变形影响明显,摩擦系数为0.15或0.2、加载速度为70 mm·s-1时管件的成形效果较好,不易出现塑性失稳及材料堆积,为管件的缩径工艺的工程化应用提供了有益的参考。     

薄壁不锈钢管件滚弯成形工艺有限元分析

应用ANSYS有限元分析软件中的LS-DYNA求解器,对薄壁不锈钢管件弯曲成形过程进行了弹塑性数值模拟.通过对管件弯曲角度试验结果与模拟值的对比分析,证明了建立管件有限元模型的正确性.在此基础上分析了管件滚弯过程的应力、应变,揭示了其成形时的塑性变形流动规律及其对管件质量的影响.结果表明,薄壁不锈钢管件弯曲冷成形的主要失效形式是内侧部分的起皱和外侧部分的失稳.     

L形管件弯曲成形有限元分析

采用有限元软件Deform-3D建立了L形管件三维有限元模型,并对其弯曲过程运动仿真。模拟分析了管件的等效应力、金属流动速度、材料损伤分布以及模具间隙和芯棒对弯管质量的影响。对成形缺陷进行了分析,通过优化得到满足要求的弯曲管件。     

等壁厚金属定子内螺旋曲面内外高压充模胀形仿真研究

针对等壁厚螺旋定子金属管高压胀形,提出了内外分步高压胀形的工艺方法,该方法毛坯管的直径介于管件螺旋曲面的大径和小径之间,用外高压胀形成形管件凹槽部分,用内高压胀形成形管件凸起部分,减少胀形极限高度对工件厚度和几何尺寸的限制。建立了内外模具螺旋曲面的三维实体模型和有限元模型,应用有限元软件进行胀形过程仿真,揭示了金属管材在受均匀高压并与规律螺旋面接触下的受迫流动规律。设计和实施了胀形实验,验证了内外分步充模胀形的工艺方法,该方法可以大幅减少胀形系统压力,大幅提高了定子螺旋曲面的制造效率。     

铝合金翼子板锐棱成形模具磨损仿真研究北大核心CSCD

为了研究铝合金锐棱成形模具的磨损规律,以采用锐棱造型设计的某车型铝合金翼子板为研究对象,利用CATIA软件构建了翼子板拉延成形模具的三维几何模型,并借助Autoform有限元仿真平台对翼子板拉延成形过程进行了数值模拟。基于数值模拟结果和Archard磨损模型应用Python进行二次开发,建立了可在Autoform有限元仿真平台进行模具磨损分析的模拟方法和流程,从而快速获得翼子板锐棱成形模具的磨损仿真结果。根据磨损仿真结果,对翼子板锐棱成形模具进行了针对性的表面强化处理,提高了翼子板锐棱成形模具的耐磨性,通过大批量生产验证,翼子板锐棱成形模具无过度磨损,可以满足连续应用的需求。研究表明,将Python二次开发应用于Autoform有限元仿真平台,能够高效、准确地得出锐棱成形模具的磨损规律。     

汽车前梁多道次内高压成形

基于动力显示有限元软件eta/DYNAFORM,以汽车前梁为例,开展了回转拉伸弯曲和模具压弯多道次内高压成形工艺过程数值模拟。结合各种成形工艺下汽车前梁内高压成形极限图,分析其成形质量。在此基础上进行管坯回转拉伸预弯曲和内高压成形试验,给出了典型截面的壁厚分布,并与模拟结果进行了比较。研究结果表明,模拟结果与实验结果相一致。预弯曲成形后,管坯壁厚分布对内高压成形结果中壁厚分布具有一定的影响。多道次内高压成形模拟能够提高内高压成形模拟精度。管坯模具压弯的壁厚分布较回转拉伸弯曲的壁厚分布好,利于汽车前梁内高压成形性能提高。     

基于PROE的铝合金型材挤压成型数值模拟及模具结构优化研究

随着铝合金大型空心截面型材的结构形状越来越复杂,以及对成形件质量、强度、寿命和可靠性的要求不断提高,传统的工艺设计方法已经不能满足其快速发展,出现了试制周期长、产品合格率不高、产品的工艺稳定性无法保证等问题。因此,采用PROE软件对某一高速列车车壁的大型空心截面型材的挤压成形工艺进行模拟仿真,并对模具型腔内铝材的变形机制和流动规律进行了系统的研究,获得了模具结构参数和工艺参数对挤压成形过程的影响规律。提出了两种优化设计方案,经过对比试验的验证表明,优化后的模具结构有效地解决了初始模具中的整体应力分布不均的问题。     

复杂形状TA2钛合金半管件黏性介质压力成形

针对复杂形状TA2钛合金半管件室温成形困难,进行黏性介质压力成形研究,制定零件的成形工艺方案,并采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对其成形过程进行分析,得到黏性介质压力分布和黏性附着力对坯料流动规律、变形均匀性和成形试件壁厚分布及回弹的影响规律。在此基础上,进行复杂形状TA2钛合金半管件黏性介质压力成形试验,验证有限元分析结果的准确性。结果表明:室温条件下利用黏性介质自身性能特点,可以实现复杂形状TA2钛合金半管件的精准成形。     

内压和加载路径对并列双支管内高压成形性的影响

为了获得并列双支管内高压成形工艺参数对管件成形性的影响规律,采用有限元分析和实验相结合的方法进行内压和加载路径对并列双支管内高压成形过程中支管高度和壁厚分布规律影响的研究。研究结果表明:随着内压的增大,支管高度逐渐增大,当内压为64 MPa时,管件出现破裂,支管高度为18 mm;随着内压增大支管顶部壁厚减薄率呈现增大的趋势,而支管底部壁厚基本保持为2 mm。在不同加载路径下,随着拐点内压的增大,支管高度、支管顶部壁厚减薄率及减薄速率均逐渐增大,路径3所成形的支管高度达18.3 mm。支管底部最终壁厚随着拐点内压增大基本维持在2 mm,支管底部壁厚在成形过程受拐点内压影响较小。有限元分析结果与实验结果具有较好的一致性。     

基于正交试验的涡轮壳成形工艺参数的优化

以涡轮壳作为研究对象,利用Simufact Forming软件对涡轮壳的成形回弹进行有限元仿真。以模具弯曲半径、模具间隙以及冲压速度作为影响因素,将板料的回弹量作为优化目标,借助正交试验法设计了4因素3水平仿真试验。通过仿真实验得到了各因素对板料成形回弹量影响的顺序分别为:模具间隙、模具弯曲半径、冲压速度;涡轮壳冲压成形的最优工艺参数组合方案为:模具间隙为1.0t、模具弯曲半径为55.2 mm、冲压速度为15 mm·s~(-1);最优方案下的回弹量仿真值为0.436 mm。随后,利用冲压模具对优化方案进行试验验证,结果显示,回弹量的试验值为0.494 mm,仿真值与试验值之间的误差为13.3%,验证了有限元仿真的正确性。     

加载方式对汽车桥壳压制成形的影响

针对某中型卡车桥壳胀压成形工艺中预成形管坯压制成形过程,给定几种不同的外压及内压加载方式;利用有限元软件ABAQUS对压制成形过程进行数值模拟,通过比较桥壳制件成形后的贴模性、壁厚分布,揭示外压和内压加载方式对压制成形的影响;并进行预成形管坯的压制成形工艺实验,实测了样件的外形及壁厚,实验结果与有限元模拟结果相吻合。     

基于ANSYS的空心铝合金型材挤压过程数值模拟及优化设计研究

在铝型材挤压生产过程中,模具结构参数的设计及工艺参数的选择直接影响铝型材的质量。采用有限元的ANSYS软件对某高速列车车壁复杂薄壁空心型材的挤压过程进行了数值模拟,系统地研究了铝材在模具型腔内的流动规律和变形机理,获得了模具结构参数和工艺参数对挤压成形过程的影响规律。通过分析,提出了增设阻流坎和二级焊合室的优化设计方案。经过对比试验,发现优化后的模具结构有效地解决了初始模具中的速度分布不均的问题,其所生产的铝型材截面上的应力分布和温度分布更加均匀,焊缝质量比用初始模具生产的型材的焊缝质量有明显的改善。     

基于Simufact Forming的涡轮壳成形模具的设计

以液力变矩器中的涡轮壳零件作为分析对象,利用Simufact Forming软件建立涡轮壳成形的有限元模型,仿真了两种不同的涡轮壳成形方案,通过仿真结果可以得知,采用压边圈的方案可以使冲压成形力降低27.1%,并且采用630 t机床可以满足零件的冲压。借助Simufact Forming软件对涡轮壳的成形进行回弹分析,研究了冲压工艺参数对涡轮壳成形回弹的影响变化趋势,研究表明,涡轮壳的回弹量随着模具间隙的增大而增加,而随着冲压速度的增大则减小。此外,基于有限元模拟的结果设计了涡轮壳的成形模具,并进行试验验证,通过测量得知涡轮壳的最大回弹量为0.442 mm,回弹量的最大模拟值为0.37 mm,两者之间的相对误差为16.3%,其可以满足样件制造的要求,从而为涡轮壳成形模具的设计提供重要的参考。     

高强钢汽车加强板冲压成形数值模拟及试验

以某型号汽车加强板为研究对象,设计了联合工装模具。建立了工件成形各工序有限元模型,使用有限元仿真软件Dynaform对加强板冲压成形过程进行了数值模拟,获得了该零件在拉延成形过程中的成形极限图,并进行了相关的实验验证。模拟结果与实验结果吻合较好,说明了所建立的全工序有限元模型的有效性。分析了成形过程中起皱和拉裂的原因,得出了压边力和拉延筋位置对成形质量的影响规律。研究结果表明,通过调节压边力及拉延筋的设置,有效地改善了拉延件成形过程中出现的起皱和开裂问题,进而有效地提高了产品的成形质量。     

基于ANSYS的汽车B柱成形仿真分析及结构改进设计

采用壳单元模型模拟汽车拉延板成形过程,虽计算效率很高,但其只适合于等厚板的拉延成形模拟。为了解决这个问题,应用三维有限元软件ANSYS对变厚板的拉延成形过程进行了模拟。对某型号汽车B柱的成形过程进行了仿真分析,并针对仿真结果中成形件的应力集中和不均匀结构引起的缺陷进行了优化改进。采用圆弧过渡和过渡区下移的优化设计方案有效地解决了初始模具中整体应力分布不均的问题。     

基于逆向验证的高强度钢板回弹补偿研究

利用有限元数值模拟仿真软件Dynaform对某汽车内板成形和回弹过程进行模拟仿真,采用模具型面补偿法来控制回弹,根据补偿后的模具型面对模具进行设计制造.通过逆向工程扫描最终产品,与原始产品数模比较,验证了回弹预测和模具型面补偿的合理性和教值模拟的准确性.