多点成形中压痕的形成与控制方法

对多点成形中压痕缺陷的形成及影响因素进行了力学分析,指出弹性垫技术可以明显地消除压痕缺陷。采用多点压机及多道多点成形技术改变了约束方式及变形路径,因而有效地抑制了成形缺陷的产生,提高板材的成形极限并实现了大变形量成形。通过典型的数值模拟及成形实验说明了弹性垫技术及多道成形技术消除压痕缺陷的有效性。     

薄板多点成形时不同的工艺方式对起皱的影响

采用有限元数值模拟手段针对多点成形过程中产生的起皱现象以及消除皱纹的措施进行了探讨.对比了多点模具成形和多点压机成形两种不同工艺,分析了不同的成形工艺条件对起皱的影响.用显式动力学软件对0.1 mm与0.5 mm厚度的马鞍型曲面件进行了数值模拟,结果表明,在多点模具成形方式下,采用无压边成形,使用弹性垫,成形0.5 mm厚度的板料时,曲率半径为100 mm的成形件起皱剧烈;但在相同条件下,用多点压机成形工艺的成形件结果良好,甚至成形厚度为0.1 mm的板料也没有起皱.表明多点压机成形方式比多点模具成形方式成形效果好,缺陷少,并且有利于板材的流动,能够得到更大的变形量.     

板材多点成形隐式算法数值模拟专用软件及关键技术

板材大多点成形过程中的受力状态、接触边界以及速度边界条件等与传统的冲压成形有很大的不同,起皱、回弹等现象都有新的特点,而且产生了压痕等新的成形缺陷,商业软件的计算结果不理想。为对多点成形进行准确数值模拟,开发了板材多点成形数值模拟专用软件。采用基于ＵＬ隐式格式的弹塑性大变形有限元方法,解决了隐式算法迭代收敛以及回计算等问题,提出了处理多点不连续接触边界的接触单元技术与径向返回方法以及计算弹塑性应力     

有限元多晶体模型模拟铝板多点成形过程

采用有限元多晶体模型对板材多点成形过程进行了数值模拟研究。利用开发的ＦＥＰＭ软件系统,预测出典型曲面铝板多点模成形结果,给出无弹性垫和使用弹性垫两种变形条件下的等效应力场、等效应变场和平均应力场等,并与实验结果进行了比较。     

板材多点成形过程中成形力的数值模拟

基于动力显式有限元格式,给出了多点成形中成形力的计算公式。对不同材料、不同厚度的圆柱面、球面及马鞍面三种典型形状的成形力进行了数值模拟,分析了成形力的变化过程及影响因素。结果表明:在成形过程中,随着基本体与板料接触数目的增多,成形力会越来越大。厚板成形、硬质材料成形时都将需要较大的成形力。由于变形的复杂性,成形双向曲率的目标面时所需的成形力明显高于单向曲率。这些结果对于选择多点成形设备、更好地控制板材多点成形过程以减少成形缺陷具有重要的指导作用。     

用有限元多晶体模型预测不同加载方式对板条多点弯曲成形的影响

采用有限元多晶体模型对无模多点成形条件下不同加载方式的板条多点弯曲成形过程进行了数值模拟。利用作者开发的FEPM软件系统预测出多点模具成形法和边部向中心成形法两种变形路径下的弯曲成形结果 ,同时给出了边部向中心成形法变形过程各阶段的等效应力场、等效应变场和平均应力场等 ,并对不同加载方式下金属的塑性流动规律进行了理论与实验对比。     

用于多点成形数值模拟的LS-DYNA二次开发软件

针对利用商用软件LS DYNA建立板材多点成形有限元模型的复杂性 ,运用VISUALC ++6 .0进行了LS DYNA的二次开发。应用开发的软件建立了 3种不同形状零件多点成形数值模拟的有限元模型 ,并进行了有限元分析。经过实践证明 ,二次开发的软件能给出比较准确的有限元模型 ,软件的通用性好 ,使用方便。     

基于方形压头的双曲率船体外板分段成形设计

以双曲率船体外板三维曲面件为研究对象,针对小模具对大型板材的分段成形问题,选用方形压头对大型板材进行数值模拟研究。当板材尺寸大于模具大小时,对板材进行分区域成形,实现小模具对大型板材的分段成形。对双曲率板材过渡区的模具型表面进行变形协调设计。采用非均匀有理B样条曲线(NURBS)曲面重构技术构建双曲率分段成形过渡区,并采用数值模拟的方式对成形后的效果进行验证分析,对比有无过渡区的双曲率板材成形,结果表明,设置过渡区可以有效地抑制分段成形的交界处产生的波浪形缺陷,证明了该方法的有效性,为大尺度板材多压头快速成形提供理论基础。     

多点拉形数值模拟及模具型面补偿方法

建立了板料多点拉形有限元模型,确立了用于动态显式算法的拉形加载模式,并应用到典型件的拉形过程数值模拟中。对马鞍形曲面件的多点拉形进行了数值模拟,探讨了成形件上应力、厚度等的分布规律以及回弹和弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响。模拟结果表明,成形件的应力、厚度分布均匀,卸载回弹很小,弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响比回弹要大;为获得精确形状的成形件,提出了一种基于数值模拟结果通过反复修正获得准确的多点拉形模具型面来补偿多点拉形中弹性垫的不均匀变形和回弹的方法。     

多点成形回弹补偿算法及其验证

采用理论分析、数值模拟与成形试验相结合的方法,研究了板材多点成形回弹补偿和修正方法。基于弹性幂强化材料模型推导了回弹前曲率的计算公式,结合三次B样条拟合建立了修正回弹的模具型面补偿方法。根据计算得到的模具型面信息对成形过程进行了数值模拟及试验验证,结果表明:本文方法可以有效地控制单曲率曲面多点成形过程中回弹引起的形状误差。     

有限元模拟技术在板料冲压成形中的应用

应用有限元分析能够成功的模拟出金属板料成形的真实过程 ,进而发现潜在的成形缺陷。作者以Dynaform为工作平台 ,介绍数值模拟技术在板料冲压成形过程中的应用     

多点成形过程中弹性介质对成形质量的影响

应用动态显式有限元算法对使用弹性介质的多点成形过程进行数值模拟研究，分析成形过程中产生的压痕缺陷．弹性介质的厚度和弹性模量等参数是影响成形性能的重要因素；对不同厚度和弹性模量的弹性介质在成形过程中对压痕的抑制作用进行对比分析，探讨合适的弹性介质参数．     

板料多点与渐进复合成形方法及数值模拟

提出了多点成形与渐进成形技术相结合的板料复合成形新方法,说明了两种复合成形方式的成形原理和成形过程。建立了复合成形分析的有限元模型,对球面件的复合成形过程进行数值模拟,分析了复合成形过程产生的压痕问题及其抑制方法。结果表明,采用弹性垫技术可以有效抑制复合成形过程产生的压痕缺陷,使成形件表面光滑;球面件上等效应力和厚度的变化过程及分布规律表明,随着增量步的加大,板料接触点处的等效应力随之增加,板料的厚度逐渐减薄。复合成形实验显示,数值模拟结果与实验结果基本吻合。     

分段多点成形进给装置的研制

设计了用于板材分段多点成形的进给装置,该装置既能很好地适应形状的变化,又能精确地控制板材的进给量,实现了板材进给及压制成形过程的自动化。其控制系统硬件设计采用可编程控制器(PLC)作为控制核心,同时阐述了软件设计的关键技术,给出了控制系统的梯形图软件总体结构。     

板料成形模拟中三维构型网格节点的运动控制

基于塑性形变理论的有限元法在板料成形快速模拟中得到了越来越广泛的应用,三维空间构型网格节点的运动控制已经成为了其中一个关键问题.在理想成形理论的基础上,提出了板料成形正向有限元法;针对零件网格节点在三维空间滑移约束面上的运动控制问题,采用三套坐标系与两种坐标转换的策略,基于节点局部坐标系建立正向有限元控制方程,然后进行Newton-Raphson迭代求解;分别运用自主开发的逆向与正向有限元程序,对一个不规则盒形件的拉深成形进行模拟.结果表明,采用三套坐标系与两种坐标转换的策略,实现了正向有限元法在板料成形快速模拟中的应用;相对于逆向有限元法,正向有限元法能够更加有效地预测零件的成形性能与外形.     

冷弯成形过程仿真技术的发展

辊式冷弯成形是一项具有显著经济效益和社会效益的板加工工艺,它又是一个涉及诸多因素的复杂的工艺过程,对其进行计算机仿真研究是十分必要的.本文将冷弯成形过程仿真的相关理论方法归结为简化解析法及运动学法、能量法、有限条法、有限元法等4类,分类介绍了国内外冷弯成形仿真技术的发展,并对相关理论的应用方式进行了介绍.同时列举大量应用实例,并就冷弯成形仿真技术的发展提出了展望.     

基于全量理论的一步成形正算法

在一步成形逆算法的基础上,提出了一步成形正算法来模拟金属板料冲压成形过程。先利用映射关系和面积坐标,得到一步成形正算法的空间初始解。再采用Newton-Raphson方法,基于全量理论在空间坐标系下进行迭代求解。迭代过程中使用接触搜索方法保证节点不会脱离零件工艺面。正算法的求解过程更加符合零件的成形过程,既保持了一步成形逆算法高效率的优势,又提高了算法的模拟精度。利用方盒件拉伸实验验证了本文算法的有效性。     

薄板成形有限元数值模拟计算的关键技术

针对金属板料的成形特点，论述了板材成形的有限元仿真技术及其研究进展，并应用非线性有限元分析软件ANSYS对薄板的成形进行了仿真计算，验证了非线性有限元方法在板料成形分析过程中应用的可行性及有效性。