金属板材成形的静力隐式有限元分析与程序设计

阐述了用于板材成形过程静力隐式数值模拟的弹塑性大变形有限元方法,基于给出的方法编制了板材成形过程数值模拟软件,并对矩形板的液压胀形进行了有限元分析,计算结果与典型的实验结果吻合很好.对球形模具拉伸成形过程进行了数值模拟,给出了计算结果.     

双曲度蒙皮纵向拉形过程模拟技术研究

目的双曲度蒙皮主要通过可实现曲夹钳的纵向拉形方法成形,通过研究双曲率蒙皮纵拉过程模拟技术,对拉形机夹钳加载轨迹进行优化。方法主要针对蒙皮纵向拉形模拟中,板料在拉形机夹钳中的装夹和夹钳加载轨迹的设计等关键技术问题进行研究,给出了合理的处理方法,建立了相应的模型。结果应用有限元仿真软件进行仿真验证,并通过改变拉伸量和补拉量,对成形模拟结果进行了对比,优化了夹钳轨迹。结论通过拉形加载优化,提高了蒙皮零件贴模度,保证了蒙皮外形精度的要求。     

铝型材构件多点变曲率拉弯制件回弹研究

目的 研究不同预拉伸量和补拉伸量对矩形变曲率构件回弹的影响,以提高柔性三维拉弯成形精度。方法 用有限元模拟了矩形变曲率铝型材三维拉弯成形过程,并用试验验证了有限元模拟的精度,设计了5组不同的预拉伸量参数和补拉伸量进行三维拉弯成形有限元模拟。结果 大曲率和小曲率段试验和有限元模拟的回弹误差小于2 mm,表明有限元模拟分析可以很好地对矩形变曲率构件进行模拟。得出的数据表明预拉伸量对于小曲率弧段回弹的影响比对大曲率弧段的影响更大,当预拉伸量增长到1.0%以后,回弹的下降幅度不再明显;随着补拉伸量的增大,变曲率拉弯制件两段的回弹均得到较好的抑制,当补拉伸量为1.4%时,制件靠近夹钳端出现了缩颈缺陷,产生了较大的质量缺陷。结论 研究证明适量增加预拉量和补拉量能有效减小柔性三维拉弯成形回弹。     

PEMFC金属双极板冲压成形数值模拟与实验

目的 研究金属双极板冲压成形过程中各工艺参数和模具结构参数对成形质量的影响。方法 采用Dynaform有限元分析软件对SS304双通道蛇形流道双极板冲压成形过程进行模拟。研究模具圆角半径、模具锥度、压边力、拉延筋等因素对双极板成形质量的影响。结果 增加模具圆角半径和模具锥度可防止双极板破裂。适当增大压边力能有效消除起皱缺陷,设置拉延筋能有效改善坯料流动情况,必要时需设置多重拉延筋使零件成形完全。当模具圆角半径为0.25 mm,模具锥度为0°,拉伸深度为0.5 mm,压边力大小为60 kN,并采用双重拉延筋的情况下,所成形的金属双极板质量良好,无破裂、起皱、成形不足等缺陷。结论 模拟结果与实验结果一致,验证了模拟结果的正确性,可见采用冲压工艺成形金属双极板是可行的。     

薄板深拉延成形有限元仿真

板材成形有限元仿真采用虚拟制造技术反映模具与板材之间的相互作用以及板材实际变形的全过程,有助于推动生产的快速化和设计的智能化.汽车企业通过对板材成形过程的有限元仿真可确定钢板性能参数范围和冲压工艺参数范围,以保证生产的稳定性.采用动力显式有限元软件LS-DYNA,对上海宝钢St14-T冷轧薄板的深拉延成形过程进行了仿真计算,分析了变形过程的金属流动规律.     

翼子板零件拉延成形的有限元分析

针对某轿车前翼子板的拉延成形工艺,用有限元的数值模拟分析定性地判断了成形件的危险区域,并通过调整拉延筋的布置、压边力以及坯料的形状等,定量的给出了拉延成形过程中的工艺参数,实现了拉延成形工艺的优化,为实际生产提供了指导,并最终得到了符合质量要求的拉延件产品.     

基于数值模拟的盒形件拉深成形变拉深筋技术研究

以盒形件为研究对象,建立了盒形件拉延筋成形的数值模型,分别对盒形件固定拉深筋和变拉深筋成形进行了数值模拟研究,并进行了工程试验的验证,对结果及误差进行了分析,实现了基于拉深筋高度变化的变拉深筋技术.这种方法能有效发挥板料成形性能,提高零件拉深成形质量.     

激光拼焊板拉延成形焊缝移动优化控制

针对不同材料种类、厚度、强度、镀层焊接的拼焊板存在的成形问题,采用有限元仿真技术准确预测了拼焊板拉延成形工序的金属流动,在此基础上开展了拉深筋优化工艺研究.研究结果表明:由于纵梁前端和后端变形不均匀,拼焊板焊缝在拉延过程中随着拉深筋设置的不同产生不同的流向;当纵梁后端两侧拉延筋阻力系数分别设置为0.35和0.15时,零件内部焊缝移动量最小,更有利于拼焊板的成形质量控制.     

盒形件拉延成形的刚塑性有限元数值模拟

本文采用刚塑性有限元理论，开发了一个二维数值模拟程序系统，对盒形件拉延成形中的法兰变形区进行了较全面的数值模拟，研究了冲压成过程中法兰变形区的金属流动规律。     

一种等效拉延筋阻力模型及其应用

 为了提高板料成形件质量,提出了一种等效拉延筋阻力模型.该拉延筋阻力模型在平面应变假设的前提下,考虑中性层偏移、鲍辛格效应等多种因素影响,通过与经典的Nine试验数据比较,证明了该模型的准确性.以翼子板为成形对象,结合改进的等效拉延筋阻力模型,采用非线性优化算法对拉延筋结构进行优化设计.利用优化获得的等效拉延筋阻力反求拉延筋几何参数,建立成形中的实体拉延筋仿真模型,获得了质量较好的成形件.研究结果表明该等效拉延筋阻力模型能够较好地适用于板料成形中.     

汽车防撞梁外板冲压工艺设计

目的研究汽车防撞梁外板的冲压成形工艺,解决汽车覆盖件拉延成形过程中,在工艺补充面设计、压边力和拉延筋的布置时存在不确定性的问题。方法以汽车覆盖件防撞梁外板为例,基于曲面造型和有限元模拟软件,对其冲压成形过程进行了设计、模拟和优化。结果在优化工艺参数和合理改善零件结构后,获得了较理想的成形效果,为实际工艺设计和试模生产提供参考依据。结论提出一种优化新思路:利用冲压工艺多工序相结合的特点,合理调整零件内部结构,可以有效降低拉延成形工序的制造难度,从而提高制件质量。     

汽车前围板冲压数值模拟及工艺参数优化

针对汽车覆盖件冲压过程变形复杂的特点,对某型号汽车前围板零件拉深过程进行数值模拟,分析压边力及拉延筋的变化对该零件成形效果的影响.通过成形极限图优化压边力及拉延筋,最终获取该零件拉深工序合适的工艺参数,为汽车覆盖件冲压工艺提供快速、有效的设计方法.     

多点成形时工艺方式与工件压痕的关系研究

多点成形是一种先进的制造技术,但其成形特点与传统的冲压成形方式相比具有很大差别.本文采用有限元数值模拟手段针对多点成形过程中产生的压痕现象以及消除压痕的措施进行探讨,主要是对比多点模具成形和多点压机成形两种不同工艺,分析不同成形工艺条件下对压痕的影响.本文用显式动力学软件对1mm与3mm厚度的马鞍型曲面件进行数值模拟,结果表明,在相同条件下,用多点模具工艺成形的板材比用多点压机工艺成形的板材压痕深度大3-15倍,而且在成形过程中出现压痕的时间早.多点压机成形方式比多点模具成形方式具有成形效果好,缺陷少(可以减小或消除压痕和起皱等缺陷),并且有利于板材的流动,能够得到更大的变形量.     

轿车后围板成形过程数值模拟及参数优化

为提高轿车后围板零件的成形质量和设计效率,采用单向拉伸试验,测定了板料的力学性能参数,并对测量参数的有效性进行了验证;基于测量的参数,对该零件的冲压成形过程进行了数值模拟,改进了拉延筋的受力并优化了工艺和模具参数;对零件成形之后的回弹进行了研究,并对回弹变形进行了补偿.研究结果表明:采用测定的参数能有效地提高数值模拟的精度;优化拉延筋的受力及成形参数,可以提高成形件的质量;利用补偿法可以有效的补偿零件的回弹变形;经验知识与数值模拟相结合的优化方法是提高产品质量及工艺设计效率的有效途径.     

快速模具技术在304板材液压成形中的应用

先进快速制模技术是近年来模具制造业中十分活跃的领域之一,尤其在汽车车身试制行业,正得到越来越多的关注.主要针对与美国GM公司合作的快速模具与板材液压成形相结合的柔性成形项目进行了相应的试验研究,利用电弧喷涂Zn合金,并加以树脂做背衬的快速模具,尝试了软凸模液压成形直边带有较为复杂曲底面的浅杯形件的工艺研究,并对成形过程利用Dyna-form软件包进行了有限元模拟分析.研究表明,使用快速制模技术和液压成形技术成形304板材复杂浅杯形件,其成品具有较高的精度,且成形条件不复杂,可以推广.     

半球形件粘性介质压力成形的数值模拟研究

粘性压力成形技术是金属板材成形领域里新近出现的一种先进的加工工艺.对双面施放粘性介质的板材胀形进行了模拟研究,在双面施放介质的板材粘性介质胀形时,排放孔位置分布对毛坯成形过程有明显的影响.排放孔位置分布的不同造成模腔内介质的速度场不同,进而导致板材不同部位的流动速度的方向大小发生变化,最终使成形件的厚度分布不同.     

铝合金矩形管拉弯成形过程的数值模拟

采用动力显式有限元程序Pam-Stamp2000对铝合金矩形管的一种拉弯成形过程进行了模拟,分析了模具最大作用力、管材截面畸变、成形件回弹的变化规律.模拟结果和文献给出的实验结果相当吻合,即模具最大作用力、管材截面畸变均随预拉力的增加而增加,而成形零件的回弹随预拉的增加而减小;相同预拉状况下,增加壁厚有利于减小截面畸变.此外,数值模拟给出了模具对管材作用力及管材夹持端轴向拉伸作用力随模具行程的变化规律,揭示了本文的拉弯实质上是一种非恒定轴向作用力(呈渐增趋势)的拉弯成形方式,这与本文的解析结果高度一致.     

有限元仿真技术在板材成形中的应用

有限元仿真技术具有很强的经济性和柔性,已广泛应用于汽车钢铁工业领域。文中论述了板材成形有限元仿真分析的关键技术及其研究进展,并采用动力显式有限元软件LS-DYNA对轻型车侧围后外板零件冲压成形过程进行了仿真计算,分析了变形过程的金属流动规律。     

板料成形拉延筋技术研究现状

拉延筋在汽车覆盖件拉深成形中起着十分重要的作用.利用拉延筋可以调节和控制板料的变形程度和变形分布,抑制破裂、起皱、面畸变等多种冲压质量问题的产生.在很多情况下,拉延筋的设置合理与否将决定覆盖件拉深的成败.较系统地总结了板料成形拉延筋技术以及拉延筋作用原理、阻力模型、影响因素等的研究现状.     

鼓包竖板拉延成形的有限元模拟

简单介绍了铝合金板的冲压成形性能,应用有限元模拟技术,分别采用普通钢板和铝合金6009对鼓包竖板的拉延成形进行了有限元模拟,对比结果,分析了差异产生的原因.应用等效拉延筋,对材料采用铝合金板的模拟结果进行改进,较好地改善了起皱缺陷,最终提出了合理的工艺造型方案,为指导和改进拉延模结构设计提出可靠的理论依据及相关设计参数.同时,为该零件确定了合适的材料.