铝合金型材拉弯成形回弹的有限元模拟

对回弹进行有效预测与控制是提高型材弯曲件精度的关键.为了分析轴向作用力对拉弯制件回弹的影响,采用动力显式有限元仿真软件Pam-Stamp2000对中空矩形截面铝型材AA6082(T5)转臂式拉弯成形过程进行了数值模拟,并与实验结果进行了对比.结果表明:增加预拉可以减小制件的回弹,但预拉达到一定水平后,继续加大预拉力对减小回弹将基本不起作用;当预拉不充分时,增加补拉同样有利于减小制件的回弹,但过大的补拉力对于减小回弹几乎没有任何帮助.可见,型材拉弯成形制件的回弹不仅与加载顺序及加载程度密切相关,同时也受到材料应变硬化特性的制约.     

不锈钢车顶弯梁拉弯成形研究

利用ABAQUS软件,对某轨道车辆的不锈钢车顶弯梁的拉弯成形过程进行了模拟研究,分析了L形型材拉弯后截面畸变及回弹的影响因素及控制方法。结果表明:模具立边深度对截面畸变的影响较大,拉伸量对其影响相对较小;包覆拉伸量对回弹时发生的截面扭曲的影响最大,补拉量对回弹时发生的侧面弯曲的影响最大;采用模具型面补偿法可以有效减小回弹,提高轮廓精度。实验证明,当预拉量和补拉量为1%、包覆拉伸量为7.5%和模具立边深度为H-0.5mm并且模具型面补偿量为最大回弹量的1.1倍时,可以制造出高质量的不锈钢型材拉弯件。     

型材拉弯的力学与回弹分析

回弹是弯曲成形中普遍存在的现象,是由卸载过程中内力重新分布引起的,回弹的存在直接影响弯曲件的成形精度.本文针对转台拉弯成形过程,对等边型材等曲率拉弯进行了应力-应变分析,并按照卸载预拉力与不卸载预拉力两种情况对工件回弹进行了研究与探讨,得到两组半径回弹率理论曲线.通过与试验结果对比,不卸载拉力计算的结果与试验值比较吻合.     

复杂截面型材力控制拉弯成形数值模拟分析

复杂截面挤压型材的高精度拉弯成形是制造框架式车身的关键技术.本文基于动态显式有限元软件PAM-STAMP,针对一种典型的框架武车身用复杂截面挤压型材,对其力控制方式的直进台面式拉弯成形进行了数值模拟研究,对比分析了两种截面形状的型材截面畸变和回弹随补拉力增大的变形规律,并得到了摩擦系数对成形精度的影响.数值模拟结果表明,增加型材截面的变形刚度,可以显著地减小截面畸变和回弹;增加补拉力,增大了截面畸变但减小了回弹;增大摩擦系数,截面畸变量减小而回弹增加.     

不同材料型材拉弯成形性的比较

介绍了型材拉弯成形性的比较方法,通过数值模拟,建立不同型材的拉弯成形性图,用于评估截面畸变等缺陷产生的难易;以某轿车门框复杂截面型材为例,进行了AA6060-T4和TRIP800两种型材拉弯成形性的对比,表明铝合金型材比钢型材具有更好的拉弯成形性,可得到较高的成形精度,有利于轿车车身轻量化设计.     

基于指数强化模型的预拉力影响角型材拉弯的回弹分析

为从理论上研究预拉力对角型材拉弯回弹的影响,采用指数强化材料模型,在分析角型材截面应力应变分布的基础上,建立了型材转台式拉弯解析模型.分析讨论了预拉力对角型材截面应力分布和加载弯矩的影响规律,并计算得到了回弹角随预拉力变化的规律曲线.与采用双线性强化材料模型的解析计算结果比较表明:采用指数强化材料模型计算的回弹结果与实...     

拼焊板结构件拉弯成形工艺参数的正交试验研究

工艺参数对拼焊板拉弯成形结构件的外形精度有着重要的影响,针对所研究的拼焊板零件的结构形式,其外侧线轮廓、内侧线轮廓、筋部面轮廓等都是评价成形质量的重要指标。通过正交试验,研究了拉弯成形过程中的夹头各阶段的旋转角α1~α4,以及夹头沿坯料轴线方向的引伸力F等工艺参数,对构件外侧线轮廓、内侧线轮廓、筋部面轮廓、外侧面轮廓及内侧面轮廓等外形精度的影响,获得了影响拼焊板拉弯件成形外形精度的影响因素的主次顺序。研究结果表明,影响外侧线轮廓与筋部面轮廓因素的主次顺序为:引伸力F、旋转角α4、旋转角α3、旋转角α2、旋转角α1;内侧线轮廓各个影响因素的极差值均很小,且测量值均匀,可认为内侧线轮廓基本不受工艺参数影响;影响外侧面轮廓与内侧面轮廓因素的主次顺序为:旋转角α3、旋转角α4、旋转角α2、旋转角α1、引伸力F。     

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。     

高强 TA18 钛管连续整体多弯成形精度控制

目的研究获得基于多指标的高强TA18钛管整体多弯管件成形精度控制的方法。方法在获得高强TA18钛管数控弯曲非线性回弹和伸长规律的基础上,研究回弹角、回弹半径的补偿方法和伸长控制方法,其次将获得的成形精度控制方法进行多弯模拟应用验证。结果对于回弹角和回弹半径,采用先补偿回弹半径再补偿回弹角的两水平顺序控制方法;对于弯曲伸长,采用预先减少管材下料尺寸和改变弯头位置来控制回弹后直线段长度的控制方法。结论应用上述控制方法,将多弯模拟结果与预成形管件几何尺寸进行对比,获得成形角度、半径和直线段长度的最大相对误差分别为1.00%,5.51%和5.04%。上述误差满足多弯管件装配精度要求,证明所提出的成形精度控制方法是可靠的。     

Z型材变曲率数控滚弯等圆弧逼近算法与实现

Z型框缘类零件是组成飞机骨架的主要受力零件,传统的加工方法无法保证零件的成形精度和表面质量.本文根据数控四轴滚弯成形的功能和工艺特点,在机床响应工步范围内,提出了变曲率零件外形轮廓等圆弧逼近算法,对变曲率零件外形轮廓简化成有限段等曲率弧段,并对各弧段曲率半径的回弹量做了补偿修正,完成了复杂变曲率Z型材连续滚弯成形和加工精度的控制.成形零件经标准检验样板检测发现:相比以往CAD手动划分滚弯加工,等圆弧逼近算法对零件的外形轮廓弧段的合理划分,有效提高了复杂变曲率Z型材零件的滚弯成形精度和加工效率.     

离合器齿毂型轧成形研究

目的 针对具有复杂特征的离合器齿毂类零件加工成本高、精度低等问题,开展型轧成形工艺研究。方法 分析型轧成形工艺的相关运动规律、材料流动及回弹特点;采用筒形件作为坯料,设计并加工成工装模具,确定相关成形工艺参数。结果 成形芯轴锥度确定为0.025,成形所得高精度离合器齿毂零件尺寸公差为±0.15 mm。结论 利用型轧工艺可实现高精度离合器齿毂类零件的制造;成形件侧壁存在显著径向回弹现象,且回弹程度沿底部至口部逐渐增加;成形件回弹由减薄后的残余应力和产品周向回弹引起;成形件的回弹可通过优化芯轴锥度及调整材料减薄量进行补偿。所得成果可为此类零件型轧成形工艺及工装模具的开发提供一定依据。     

某发动机仓边梁盖板成形工艺分析及回弹控制

目的探讨高强钢板的浅成形件的回弹问题,开发高强钢发动机仓边梁盖板浅拉深工艺。方法针对发动机仓边梁盖板进行了零件特征和冲压工艺分析,采用了双件对称布置的拉深设计,设计了具有中间容料形式的工艺补充面,并且采用了拉深槛来增加成形阻力。最后用Dynaform软件模拟了制件拉延成形过程,分别分析了在成形卸载后和切边后两种状态的回弹情况,以及工艺参数-压边力和拉延筋对制件回弹的影响。通过对典型截面回弹量大小的研究,总结了制件回弹的规律,并对回弹进行了有效控制。结果根据模拟结果选取了最优参数,设计了冲压方案,冲压出了合格的产品。结论覆盖件内部补充面可以采用凸形面来增大面积,消化多余面积,以提高该区域的变形程度,提高零件精度。使用拉深槛可以比拉深筋更有效地提高浅成形覆盖件的塑性变形程度,减小回弹。     

小曲率铝合金框形件弯胀成形数值模拟研究

目的 针对一种小曲率铝合金框形件成形后回弹大和起皱问题,对其进行弯胀复合成形工艺的数值模拟研究。方法 基于DYNAFORM软件对成形过程进行仿真,并通过对比分析零件的最大减薄率及圆角处的贴膜度,得出该零件最大液室压力的最优值为20 MPa,并基于该参数进行壁厚分布及回弹的模拟分析,最后,通过现场试验对该成形方案进行验证。结果 通过采用弯胀复合成形工艺方法,该零件的最大回弹量控制在2 mm以内,零件整体成形质量较好,无破裂、起皱现象。结论 该种成形方法较刚性模压弯及主动式充液胀形更具优势,能够有效解决小曲率框形件回弹大及起皱问题。     

汽车前地板纵梁高强钢应用及回弹控制技术

目的研究造型相对复杂的前地板纵梁高强钢(HSS)应用回弹变形特点,探寻回弹控制方法。方法借助CAE分析技术,对零件进行全工序和回弹仿真分析,深入探讨零件回弹特点,提出回弹整改控制措施。结果通过整改措施的落实,样件尺寸精度达到1 mm控制要求,零件平均合格率达到90%以上,满足质量要求。结论数值仿真分析可以对零件的成形性及回弹进行预测,为工艺设计及模具开发提供有益参考。提出的回控制技术可用于指导同类型高强钢零件的模具开发工作。     

低合金超高强度钢HC950LA典型零件应用及回弹控制

目的以低合金超高强度钢HC950LA为对象,研究其在汽车座椅滑轨零件上的典型应用及回弹控制。方法通过V弯试验分析HC950LA在不同弯曲角度下的最小弯曲半径,根据试验结果优化滑轨零件折弯圆角设计,使HC950LA满足滑轨零件的成形性要求,并通过试制滑轨零件,在成形过程中研究回弹控制进行方法。结果 HC950LA沿着垂直于轧制方向的折弯性能较好,成形模具半径可以小至1 mm,满足滑轨零件成形需求。使用HC950LA试制座椅滑轨零件,通过优化产品折弯圆角设计、模具型面调整及改变零件弯曲时的应力分布状态对零件进行回弹控制,零件回弹控制效果明显。结论低合金超高强度钢HC950LA冲压座椅滑轨零件成形性良好,满足零件精度、性能要求。     

AZ31镁合金型材温热弯曲实验研究

采用自制弯曲装置进行了AZ31镁合金型材弯曲成形实验,研究了型材成形温度和型材弯曲角度对镁合金型材弯曲性能的影响.结果表明:采用温热弯曲工艺可以成形出AZ31镁合金型材弯曲件;弯曲后的型材外缘筋部厚度值减小,其余筋部厚度值均增大;在相同的弯曲角度和模具预热温度条件下,随着坯料温度的升高型材回弹角度减小.AZ31镁合金型...     

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.     

超高强QP980钢冲压成形性能

目的研究宝钢新一代先进高强钢QP980与第一代先进高强钢DP980的冲压成形性能。方法采用单向拉伸、光学应变分析和帽型拉弯成形等试验方法,分析两种超高强钢在加工硬化、成形极限、拉弯成形侧壁减薄和回弹等性能特性。结果 QP980的伸长率达到21.6%,与DP980钢相比有更高的强塑积,在变形过程中能够维持较高的瞬时n值,进而提高了材料的成形极限。帽型拉弯试验中,在不同的流入距离条件下,QP980钢的侧壁减薄率均低于DP980钢。在不同压边力条件下,QP980(厚度1.0 mm)材料的回弹量大于DP980(厚度1.2 mm)材料。结论 QP980在梁型件成形过程中具有优良的抗减薄特性,采用QP980钢进行冲压成形时应考虑比同级别DP980钢更大的回弹补偿量,或者采用更大变形量的工艺设计。     

平面应变板料拉弯成形回弹理论分析

基于平面应变假设,采用服从Hill平方屈服准则和指数强化材料模型,建立了板料拉弯成形回弹量预测的理论模型。应用该模型计算了一个拉弯成形回弹实例,分析了单位宽度切向拉力、凸模圆角半径、摩擦因数及各向异性参数对板料回弹量的影响。分析结果表明,只有当中性层偏移距离超过板厚的四分之一时,增大切向拉力才能有效地控制板料回弹量,而且弯曲半径越大,增大切向拉力控制板料的回弹量越为有效,然而拉力不能无限制的增大,它的计算准则为板料最外层的等效应变应不大于极限应变。同时还表明,摩擦因数对板料回弹量的影响随切向拉力的增大变得更为显著,而各向异性参数对板料拉弯成形回弹量的影响也较为明显。与有限元数值模拟预测结果的对比表明,理论模型预测板料拉弯成形回弹量与有限元数值模拟结果很接近。     

基于 AHP 与灰色系统理论的隔热件成形回弹控制优化

目的汽车隔热件的冲压成形过程比较复杂,成形工艺参数较多,实际生产难以准确地建立起工艺参数与质量目标之间的联系,研究工艺参数对成形质量及回弹的影响为实际生产提供指导必要而有意义。方法对模具间隙、凹模圆角半径、摩擦因数等影响回弹的因素进行正交试验,设计了试验方案,获得了成形零件的回弹数据;结合层次分析理论(APH)计算了成形工艺参数对多质量目标的权重,最后利用灰色系统理论,计算出了成形质量相对目标函数的关联度,再进行进一步计算获得各成形工艺参数的平均关联度,将优化后的工艺参数应用于有限元仿真与实验验证。结果通过层次分析理论和灰色系统理论对成形工艺参数进行优化,获得了优化工艺参数组合,隔热件成形质量明显提高,回弹量控制在较小范围内。结论当模具间隙为0.805 mm、凹模圆角半径为12 mm、摩擦因数为0.125时,回弹前后距离差Δd=0.918 mm、回弹前后夹角差Δα=0.340°,回弹得到有效控制。