工艺参数对多点复合渐进成形厚度减薄的影响

为提高成形质量、预防破裂等缺陷,在金属板材多点复合渐进成形的基础上,通过建立三维有限元模型,对不同工艺参数成形方锥台制件进行了数值模拟和分析,探讨了制件成形过程中厚度分布和变化情况及不同工艺参数对厚度减薄率的影响.数值模拟结果表明,制件成形区对角线上的厚度减薄相比中线上的更严重,工具头直径和板材初始厚度越小、成形角和进给量越大,制件所能达到的最大厚度减薄率越大,制件越易破裂.多点复合渐进成形试验表明,数值模拟结果与实验相吻合.     

多点复合渐进成形与单点渐进成形的对比分析

为提高金属板材渐进成形的成形质量、成形精度、成形效率和成形极限,了解不同渐进成形工艺对制件成形性能的影响,本文以典型方锥台制件为研究对象,利用有限元软件MSC.Marc对2种渐进成形工艺进行了三维建模,对比分析了单点渐进成形和多点复合渐进成形对制件等效塑性应变、厚度分布和成形精度的影响.数值模拟结果表明:单点渐进成形的等效塑性应变和厚度减薄主要集中在制件相邻侧壁间的拐角处,而多点复合渐进成形的等效塑性应变和厚度减薄均匀地分布在制件成形区;相同成形工艺参数下,相比单点渐进成形,多点复合渐进成形更有利于制件的成形效率、成形质量、成形精度和成形极限的提高,更有利于抑制破裂等失稳现象的产生.2种渐进成形工艺的成形试验表明,数值模拟结果与试验相符.     

力-位移分控多点成形新工艺及其回弹控制机理

目的对比研究力-位移分控多点弯曲成形的受力和变形特点,揭示力-位移分控多点成形技术改善成形质量的机理。方法首先设计制造出采用力-位移分控多点成形原理成形的实验装置,并进行圆柱面的实际成形,比较不同成形模式下所获得成形制件的差异,然后采用理论分析和数值模拟等手段,分析对比不同成形模式的受力与变形条件,探讨不同成形模式下的变形特点与规律。结果从理论上给出了力-位移分控多点成形能有效减小回弹、消除"直边效应"的力学原理,指出了力-位移分控多点成形技术减小回弹的根本原因在于法向约束力的作用,且回弹减小量与法向约束力的大小成正比,并通过数值模拟,从应力和应变分布、支反力变化等方面予以了验证。结论力-位移分控多点成形从本质上改变了板材的受力和变形条件,能有效提升成形质量。     

薄板类件多点成形过程的数值模拟

以希尔关于弹塑性材料唯一性的充分性条件为理论基础,采用虚功率增率型原理,建立了多点成形的有限元模型,探讨了板材厚度、材质及弹性介质等因素对成形结果的影响,通过数值模拟找出参数合适的弹性介质,并对薄板类件的多点成形过程进行了实验验证.研究表明,通过使用参数合适的弹性介质,可以有效抑制压痕现象的产生,并能保证工件的成形精度;实验验证表明对马鞍形件多点成形过程中压痕现象的模拟是合理的.     

多点成形中压痕的数值模拟及极限成形力的分析

压痕是多点成形中特有的成形缺陷之一,对压痕形成过程进行模拟时,采用实体单元比壳单元计算更准确.但是板料较薄时,采用实体单元划分的有限元很多,计算时间极长.为获得最佳的计算效率及模拟结果,对不同材料和不同厚度的球面和马鞍面样件进行了对比的数值模拟.结果表明,当板厚与板宽的比值小于0.015时,采用壳单元模拟压痕也能得到比较准确的结果,而当比值大于0.015时,则应采用实体单元.在此基础上,对不同板厚、不同曲率半径下的马鞍面和球面件出现压痕时的极限成形力进行分析,得到了厚向压应变为1%和5%的压痕对应的成形力极限图.     

多点成形--金属板材柔性成形的新技术

多点成形是一种板材三维曲面柔性成形的新技术.简述了多点成形的基本原理与系统构成并介绍了几种成形方式.在多点成形中,厚板曲面件可直接成形,薄板曲面件则采用柔性压边技术进行成形.利用多点成形技术的柔性特点还能实现分段成形、反复成形、多道成形以及闭环成形等新的板材成形工艺.     

基于六边界优化角度函数的多道次辊弯成形研究

目的 为了提高多道次辊弯成形中板材的成形质量、减少板材纵向弯曲缺陷的产生,提出一种基于新型六边界成形角度分配函数的多道次辊弯成形优化方法。方法 根据翼缘端部水平面投影五次曲线推导出最优辊弯成形角度公式,结合COPRA研究板件峰值纵向应变,以确定最佳成形角度分配区间;在相同条件下,利用Abaquse模拟与实验研究不同成形角度对帽形件辊弯成形纵向弯曲缺陷的影响,并分析辊弯成形工艺参数对板材辊弯过程中应力-应变的影响。结果 新型六边界成形角度分配函数的多道次辊弯成形方法可有效改善板材纵向弯曲缺陷;应力随着成形角度增量的增加而增大,等效塑性应变随成形角度和成形角度增量的增加而增加;实验与模拟结果基本吻合,验证了模拟结果的正确性。结论 优化成形角度分配函数的多道次辊弯成形方法可有效改善板材纵向弯曲缺陷,为提高辊弯工艺精度与板材质量提供一定的理论指导。     

制动系统不锈钢管端部精密成形工艺研究

目的改善铁路货车制动系统管系现有的连接方式,对不锈钢管端部进行精密成形,以得到力学性能较好的锻造接头。方法根据原有管系的连接方式及钢管塑性成形特点,提出对不锈钢管端部进行多工步镦挤的工艺方法。采用Deform-3D三维有限元模拟软件对工艺过程进行数值模拟,分析成形过程中锻件成形情况,以及锻件和模具的受力、温度、金属流动情况等。结果在高温条件下采用的多工步镦挤工艺可以使钢管端部达到成形要求。结论提出的钢管端部塑性成形工艺是可行的,对铁路货车制动系统管系连接方式的改善有重要的参考意义。     

无缝钢管局部径向模具塑性成形过程的三维有限元数值模拟

采用大变形弹塑性有限元理论,用DYNA3D(研究版)有限元软件,对无缝钢管局部径向模具塑性成形过程中当凸模的凹槽尺寸与凸模的圆弧半径发生变化时进行了数值模拟研究,得出了对成形钢管表面质量控制具有重要参考价值的结论,解决了成形钢管表面的压痕问题.     

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.     

Forming sheet metals by means of multi-point deep drawing method

Multi-point deep drawing (MPDD) is an advanced manufacturing technology for 3D sheet metal parts and it can form a variety of part shapes without the need for solid dies. In this study, a test set has been prepared for multi-point deep drawing process utilizing the multi-point forming technology. Drawability attributes of gradually rectangular shaped container have been observed using a sheet, which has the quality of Erdemir 7114 and is suitable for deep drawing process, and also using multi-pointed punch with a given tool geometry and a draw velocity. The blank shape to be drawn without wrinkling and tearing has been determined. Wrinkles and dimples are the major forming defects in the MPDD process. In conventional deep drawing, the method to form sheet metal with a blank holder is an effective way to suppress wrinkling; and the same is true in MPDD. The process of multi-point forming technology decreases production cost of die, provides flexible usage, and it is convenient to achieve the most even deformation distribution.     

蒙皮多点拉形过程中压痕的数值模拟及控制

蒙皮拉形是航空制造领域的一个重要加工方法,其先进程度是衡量一个国家飞机制造能力和水平的重要标志.为了节省制造成本和提高工作效率,将多点成形技术应用于蒙皮拉形中,但同时产生了特有的压痕现象.利用非线性有限元软件ABAQUS对双曲度蒙皮件的多点拉形过程进行模拟,分析了不同工艺参数对压痕的影响,并提出利用弹性垫可以有效地抑制压痕产生.模拟结果表明:通过对弹性垫厚度及其弹性变形量进行补偿,基本能够满足成形精度的要求.弹性垫技术是抑制多点拉形过程中最有效的方法.     

基于时频分析和改进差分进化的多点泄漏定位方法

当管道同时发生多个泄漏点时,多个泄漏点的声波信号出现混叠,从而影响泄漏声信号的传播和衰减规律。在多点泄漏声波信号混叠的情况下,传统的泄漏定位方法无法对多个泄漏点进行有效定位。为此,提出了一种基于时频分析和改进差分进化的多点泄漏定位方法。由于变分模态分解(variational mode decomposing, VMD)的分解模态个数对特征提取有影响,因此采用能量函数估计分解模态个数,从而对VMD改进。然后采用改进VMD对多点泄漏声波信号进行处理。另外,通过时频分析(time-frequency analysis, TFA)估计多个泄漏点数量,从而得到多点泄漏的定位函数。差分进化(differential evolution, DE)算法易陷入局部最优,在进化后期收敛速度较慢,采用粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法提高DE的全局收敛速度,并通过改进的差分进化算法估计多个泄漏点的位置。在管道现场进行多点泄漏的模拟试验,试验结果表明该方法能够准确地估计多点泄漏位置,泄漏定位的最小误差为18 m。     

分段多点成形中局部剧烈塑性变形的产生及抑制

分析了分段多点成形时工件受力状态和变形比整体多点成形及传统模具成形更加复杂,过渡区内极易出现局部剧烈塑性变形,严重影响分段成形工件质量的现象,研究了过渡区局部剧烈塑性变形的形成机理,采用遗传算法进行了协调区表面的曲面造型设计,抑制了局部剧烈塑性变形的产生。实验证明,这种基于遗传算法的构造协调区表面形状的方法非常有效,不但能成功地抑制局部剧烈塑性变形的产生,还可提高成形效率。     

Stress-Strain and form Accuracy of Carbon Steel Components Produced by a Multi-Point Stretch Forming Technique

Strength of Materials - Multi-point stretch forming, in contrast to the conventional solid stretching multi-point die, is a crucial flexible technology for sheet metal forming. The most significant...     

曲面柔性轧制装置设计与成形工艺分析

采用曲面柔性轧制方法可以实现三维曲面板类件的连续、柔性成形,为了验证该方法的可行性,本文基于曲面柔性轧制原理,设计出成形装置并研究了装置关键部件工作辊的驱动方式,驱动方式可以分为单端与双端两种;进行相关成形实验并对曲面柔性轧制成形工艺进行了分析,探讨了成形过程.结果表明:一次调形成形工艺适用于小变形量情况,成形质量好,效率高;渐进调形成形工艺,以小的压下量逐渐使板料成形,在一定程度上可以消除板料边缘皱褶,减小回弹,利于板料成形;理论上讨论了实时调形成形工艺,该种工艺将会提高成形自动化与效率.对成形件进行了成形精度与厚度分布研究,表明成形效果良好,验证了曲面柔性轧制成形方法的可行性与实用性.