多点分段成形技术应用研究

深入探讨了分段成形的变形特点,对分段成形的缺陷产生的机理作了客观的分析,并对各种分段成形方法的优缺点作了评述。同时对分段成形中的关键技术－－过渡区设计作了系统阐述,提出了通用的过渡区设计方案,在实验中取得了良好的效果。     

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。     

基于遗传算法的板材分段成形过渡区的优化设计

过渡区设计是析材分段成形的关键技术。针对把过渡区设计视为一个最优化问题，本文提出了基于遗传算法（Genetic Algorithms）的过渡区设计方案，论述了利用遗传算法对过渡区进行设计的原理及实现方法。实验证明，利用遗传算法设计过渡区可以有效地抑制分段成形缺陷的产生，提高成形效率。     

630kN多点成形压力机的研制

重点介绍了 630kN多点成形压力机的基本原理、成形方法、成形力及压边力的计算。阐述了实际使用过程中的压边力和成形力的调节方法及成形力对成形工件质量的影响。     

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。     

板材多点成表时复杂边界条件的研究

给出了多点成形时非连续接触边界及库化磨擦边界条件的处理方法,引用经典的J2流动理论研究了马鞍面的多点模具和多点压机成形时金属的流动规律。     

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     

分段多点成形技术及数值模拟

为了解决企业在成形设备的初投资及大型板类件的成形问题,在深入研究分段多点成形工艺特点的基础上,运用有限元软件ABAQUS成功地模拟了分段多点成形过程。采用非均匀有理B样条曲面(NURBS)完成了分段成形的关键环节———过渡区的协调设计,通过三维软件CATIA设计合理过渡区形状以消除板料的波浪形曲面缺陷,提高了工件的成形质量。     

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。     

多点成形控制系统总体设计及其关键技术

探讨了多点成形控制系统设计中的关键技术问题 ,研究了控制系统的硬件与软件结构。所研制的控制系统已在YAM 5及YAM 3型多点压力机开发中成功应用。     

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。     

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．     

球形面多道次多点成形的数值模拟

通过对球形面多道次成形的有限元数值模拟,分析了多道次成形数值模拟的关键技术,研究了多道次成形的特点及规律,阐述了成形过程中易产生的缺陷和需解决的关键问题。结果表明:多道次成形可以优化板材的变形路径,使变形均匀,有效地抑制起皱,提高板材成形能力。     

具有防皱功能的多点成形工艺数值模拟

介绍了一种无需压边圈的防皱多点成形方法,与目前常用的多点模具成形方法不同,在防皱多点成形方法中防皱单元与调形单元交错排列,离散的防皱单元在成形区内对板料进行挟持,且能够随板料的变形上下浮动。运用有限元方法对球形曲面在防皱多点成形方式中的成形过程进行了数值模拟,分析了板厚、防皱单元的压力对最大成形曲率的影响,并与多点模具成形进行了对比。研究发现,防皱多点成形方法能够很好地抑制板料在成形过程中的起皱现象。球形曲面采用防皱多点成形方式时能够获得明显大的变形量。板料越薄,防皱多点成形方法所能获得的效果越显著。增大防皱单元的压力能够提高防皱多点成形的防皱能力。     

Numerical simulation on the process of multi-point forming for tube

To apply the multi-point forming technology to the field of tube processing,the process of multi-point forming for tube is studied.Numerical simulation for the process of multi-point forming for tube is achieved by using elastic-plastic FEM in ABAQUS.During simulation,reasonable coefficient of mass scaling and friction model of penalty function are used.The influence of several major technological parameters on the process is analyzed.When the tube diameter is 60 mm and the forming curvature radius is 1000 mm,the distortion rate of cross-section and the absolute forming error gradually decrease with the increasing of tube wall thickness;However,when the tube wall thickness is constant,the smaller the curvature radius,the larger the distortion rate of cross-section,but as to forming part,its absolute forming error becomes smaller.