板料冲压的数值成形实现

一、前言 冲压成形过程包含十分复杂的物理现象,冲压成形技术由压力机械、冲压模具,冲压工艺,材料及润滑技术和生产自动化技术等重要环节组成。冲压模具和冲压工艺技术是其中最关键的技术,也是板料冲压成形中的难点。对一个给定的零件来说,一套合理的模具和工艺方案的确定,传统方法不仅要靠实践经验和理论计算,还往往离不开反复的试模和修模。由于塑性成形过程的影响因素非常复杂而且涉及到非线性问题的求解,靠人为经验准确制     

基于 h 型自适应有限元法在薄板冲压 成型中的应用

在对薄板冲压成型这一过程进行有限元仿真分析时,难以精确分析场变量发生剧烈变化的应力 集中及应变梯度大的区域,如何平衡精度和效率间的关系是冲压成型仿真的关键。因此,基于非线性有限元大 变形的相关理论,针对动态仿真的网格自适应关键技术,建立了自适应分析模式下的薄板冲压成型算法。为了 提高计算精度,提出基于单元应变能增量的能量误差准则以及基于板料成型几何特征的几何误差准则,并结合 2 类误差准则,建立了基于自适应分析算法的误差判断准则;为了提高计算效率,引入阻尼因子提出了阻尼子 循环算法,将自适应加密后的板料单元按时间步长划分为若干个区域,并按照不同时间步长分别求解。结果表 明,该算法有效提高了薄板冲压成型有限元仿真的精度与效率。     

基于防御节点法的板料成型仿真分析

研究汽车覆盖薄板冲压成型问题,针对各种压力精度和稳定性要求在板料成型的接触力计算中,传统采用的计算方法有罚函数法和拉格朗日乘子法.由于拉格朗日乘子法与显式算法不相容,所以大多采用罚函数法计算接触力.但是罚函数法计算不稳定,罚参数难以确定.为了保证精度,提出将防御节点法用于板料成型中的接触外力计算.防御节点法是一种既能精确计算接触力,又能采用拉格朗日乘子法使约束条件得到精确满足,可避免求解联立方程组的算法.并使用编写的计算机程序进行仿真.通过与罚函数法相比较,结果验证了防御节点法是一种高精度的接触力计算方法,可为设计提供依据.     

薄板冲压数值模拟技术在汽车覆盖件制造中的应用

一、引言 汽车覆盖件的成形加工,目前主要依靠传统经验来制定冲压工艺、开发相关模具,具有相当大的随意性和不确定性.然而,板料成形的力学过程及成形的影响因素非常复杂,是一个集几何非线性、材料非线性、接触非线性于一体的强非线性问题,用传统的解析方法很难求解.     

汽车薄钢板不均匀拉伸试验和仿真研究

研究汽车覆盖件拉伸优化问题,针对汽车覆盖件容易出现起皱,传统研究方法没有考虑其成形过程中与模具接触,预测精度不高的现状。根据起皱预测理论,研究单面接触对起皱的影响。提出了高强度薄钢板的对角拉伸试验仿真。首先建立了标准的YBT(Yoshida Buckling Test)仿真模型,在有限元软件LS_DYNA上验证了仿真模型的正确性。进一步考虑冲压过程中板料与模具的接触状况,建立了带有单面接触的YBT仿真模型。结果表明,标准YBT试验中的起皱的高度较大,起皱原因是压应力导致的失稳。单面接触情况下压应力的释放得到抑制,起皱高度明显减小,明确了起皱的原因是卸载回弹,为设计提供了依据。     

冲压自动化的对中方法比较

在冲压制造工艺过程中,板料上下料的搬运一般由人工操作。要用工业机器人来替代人工操作,对板料进行对中是必不可少的关键步骤之一。对目前3种主要的对中方法进行比较,并结合当前的自动化技术,寻找出最佳的对中方式。     

冲压成形残余效应对刚度分析的影响

针对冲压产生的板料厚度变化和残余应力等对有限元分析产生较大影响的问题,将冲压成形分析的网格节点厚度和塑性应变量等信息映射到车门总成刚度分析模型中,用MD Nastran分析车门刚度,并比较映射前、后车门刚度分析结果.结果表明在车门、内外板冲压成形残余效应影响下,车门总成刚度变化基本与料厚变化相吻合.     

汽车轻量化冲压技术及其数值模拟

简述汽车轻量化技术的途径和基于JSTAMP／NV的仿真流程,针对目前汽车轻量化采用的激光拼焊、液压成型和热冲压成型等3种主要的先进加工制造技术,以车门内板、副车架和汽车B柱典型零件为实例说明JSTAMP／NV数值模拟的应用．应用板料冲压成型数值模拟技术是快速实现汽车轻量化冲压技术有效应用的重要途径．     

JSTAMP/NV在汽车管材液压成形数值模拟中的应用

为有效预测管材液压成形过程中存在的制品在外侧过度减薄和内侧起皱等问题,用JSTAMP/NV对汽车副车架成形的弯曲、预成形和管材液压成形工序分别进行有限元分析,得出各工序的成形极限云图和壁厚分布.应用逆向求解器HYSTAMP仅需直接指定管坯的尺寸参数、材料和弯曲工艺参数即可自动执行弯曲仿真并可在几秒内获取弯曲仿真的结果.设定液压成形工序的液压加载曲线和方向以及轴向进给位移,应用LS-DYNA执行预成形和液压成形工序仿真.JSTAMP/NV能有效模拟管材液压成形工艺过程,并预测和消除成形过程中在变形区出现的屈曲、起皱和破裂等缺陷.     

板料多次拉深成形仿真过程关键技术研究

计算机仿真技术作为板料冲压成形的辅助工具，能够动态地反映板料与模具之间的相互作用以及板料实际变形全过程中的应力、应变及厚度变化及分布。文章针对多次拉深成形的特点和难点，分析了多次拉深成形计算机仿真的一般过程，阐述了多次拉深成形仿真过程中应注意的几个关键技术问题：几何模型的建立、网格划分、屈服准则的选用、板料与模具间干涉问题的处理以及工序间变形历史信息的传递等。文章所阐述的关键技术对于多次拉深这一比较复杂的板料成形仿真应用、研究有较大的参考作用。     

针织物悬垂屈曲的数值模拟

开发虚拟服装试衣系统需模拟织物的悬垂和屈曲,而采用正交异性力学模型不适合织物。为此,笔者基于针织物的细观力学模型,用有限元方法模拟方形针织物片铺在圆桌面上的悬垂和屈曲,该细观模型描述了织物由于其细观针织结构而特有的力学性质。织物片用8结点壳单元离散,这种壳单元被特别设计,能描述织物片在悬垂中发生的大转动。对织物片的屈曲模态进行了分析,对其后屈曲变形进行了计算,最后进行了方形织物片的悬垂和屈曲实验。模拟的结果和实验的观测结果很一致。研究成果为虚拟服装试衣系统的开发奠定了基础。     

Adaptive enrichment meshfree simulation and experiment on buckling and post-buckling analysis in sheet metal forming

Sheet buckling, a form of instability, is one of the major considerations in the design of part shape, die geometry and processing parameters of sheet metal forming. In this study, an adaptive enrichment meshfree method is developed to capture wrinkling and post-buckling behavior in sheet metal forming. A three-dimensional meshfree continuum approach is applied to the large deformation of plate/shell structures. A stress-based wrinkling predictor is used to predict the onset of buckling within effective compressive regions. Enrichment particles with a proper enrichment function are inserted/deleted in those regions to capture the buckling mode and therefore post-buckling behavior. For verification of the simulation results, a high-resolution wedge strip test is designed to study the onset and post-buckling behavior of a sheet under different boundary conditions.     

板金属冲压零件表面模型与实测点云配准研究

为研究板料零件成形后实测点与设计原型之间的制造偏差,需要将实测坐标点云数据和产品数字模型进行配准,实现设计坐标系和实测点云数据的测量坐标系的统一。以CAD模型离散点云数据为引导,将配准过程分为初步配准和精确配准两个步骤。采用基于PCA提取特征坐标系的方法进行初步配准,采用k-d tree加速的ICP算法进行精确配准,将实测点云数据和设计原型离散点云数据转换到同一个坐标系中。基于UG NX平台将经过坐标转换的实测点云数据读入到CAD模型中,得到同一环境坐标系下配准后的实测点云数据和CAD模型,为制造偏差分析提供了基础,并进行了实例验证。     

Stability analysis of restrained nanotubes placed in electromagnetic field

In this present work, buckling analysis of restrained nanotubes placed in electromagnetic field is studied on the basis of Euler–Bernoulli beam theory in conjunction with Eringen’s nonlocal elasticity theory. The modal displacement function is assumed for the stability analysis in order to discretize the derived governing equation. A Fourier sine series with Stoke’s transformation is utilized to investigate the buckling response. The essential advantage of this transformation is its ability of dealing with various boundary conditions to determine the buckling loads. For demonstrate the effects of various parameters such as Hartmann parameter, spring parameter and mode number on the stability response and critical buckling load of electromagnetic nanobeam a detailed study is presented. Variations of buckling loads, critical buckling loads and buckling load ratios of the nanobeam are exhibited with a number of tables and plotted figures. The results obtained from the analysis are discussed on the tables and figures.

     

基于多阈值的FY2E对流云识别方法

介绍一种基于多个阈值的FY2E对流云识别方法。首先利用不同的阈值对2010年6~7月的FY2E云图进行识别,并统计识别出云团数量、尺度信息以及形状。根据统计结果,确定选择3个不同级别的亮温阈值,并以此逐步识别出对流云。最后根据识别出来的对流云的尺度、形状和〖JP2〗云顶最低亮温,将对流云划分为18个类别。从应用结果来看,该方法不仅能够有效地识别从梅雨锋、台风等大尺度云系中的对流系统,而且还能在大范围的片状云系中检测出中小尺度的对流系统。〖JP〗     

机织物材料的多尺度模型及其应用

采用机织物的正交各向异性本构模型模拟不出某些悬垂和屈曲现象。为此,引入机织物的多尺度力学模型,建立完整的适合于进行机织物悬垂屈曲模拟的数值分析方法模型,采用多尺度有限元方法模拟其在自重作用下的悬垂及屈曲。与以往采用的正交各向异性力学本构模型相比,多尺度力学模型更加客观地反映了机织物所特有的力学性能;与传统有限单元法相比,多尺度有限单元法的基函数具有能反映单元内参数变化的优点,因此,这种方法能在大尺度上抓住解的小尺度特征,获得较精确的解。采用8结点壳单元离散织物片,这种壳单元为大变形而设计,有能力描述织物片在悬垂中发生的大转动。采用多尺度力学模型的模拟结果显著提高了计算精度,与实验结果吻合较好。     

云计算中面向隐私保护的查询处理技术研究

在云计算环境中既能同时保护数据隐私和用户查询隐私,又能提供给用户满足需求的查询结果是云计算中面向隐私保护的查询处理的关键问题。对云计算中面向隐私保护的查询处理技术的若干关键问题进行了全面的调研,包括数据库索引技术与查询优化、基于加密的隐私保护技术、基于安全多方计算的隐私保护技术以及查询结果完整性验证技术。分析了云计算中面向隐私保护的查询处理技术的挑战性问题,指明了未来研究方向。     

Cloud manufacturing ecosystem analysis and design

The manufacturing industry is facing the impact of a dynamic market and intensive competition. Many companies are looking for a new approach to improve their business activities in a collaborative business ecosystem with other stakeholders. Cloud computing enables the sharing of manufacturing resources and capabilities between different stakeholders to support business and physical production. The purpose of this research is to explore approaches moving towards a cloud manufacturing ecosystem and present possible implications for practice. To fulfil the research objectives, a multiple-case study was conducted within sheet metal manufacturing companies. Business and technology related requirements for cloud-based collaborative manufacturing portals were collected through interviews with industrial practitioners from the sheet metal manufacturing perspective. Based on analysis a prototype model of a CloudEcosystem was presented to demonstrate the essential features of the portals. This research found that there are three different portal types for cloud manufacturing ecosystems depending on the value chain configuration. Close to real-time information provided by cloud-based platforms can create manufacturing ecosystems where machine owners, product designers and customers may collaborate and compete simultaneously. The CloudEcosystem designed in this research can provide a practical tool and technical solution to help manufacturers think about moving towards cloud manufacturing ecosystems.     

Mapping verbal AHP scale to numerical scale for cloud computing strategy selection

Analytic Hierarchy Process (AHP) is an established multi-criteria decision making method based on pairwise comparisons. Evaluations are given on a verbal scale and then converted into quantitative values for calculating the priorities of the criteria and alternatives. Several conversion scales have been proposed, which confuses the decision-maker. In order to select the best matching scale according to the mental representation of the verbal scale of each individual decision-maker, verbal scales are first used to compare alternatives with known measures, e.g. surface of figures. The best matching scale representing the real values is then selected. This AHP with individualised scales has been applied in a real case study to select cloud computing strategies.     

基于向量式有限元的空间格构柱屈曲破坏

基于向量式有限元法对空间格构柱受载荷下的屈曲行为进行数值分析，编制屈曲分析的数值计算程序，通过屈曲平衡路径追踪获得失稳临界载荷，探讨不同加载控制方法对计算结果的影响。考虑材料非线性的影响，对5层空间格构柱的载荷屈曲过程进行分析，获得载荷 位移全过程曲线，并与格构柱的加载破坏试验进行对比，结果表明：向量式有限元采用位移控制法能够较好地分析空间格构柱的屈曲失稳破坏过程，获取准确的极限稳定承载力。