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.     

铝合金型材三维多点柔性拉弯工艺研究

该文通过对三维多点柔性拉弯成型案例展开系统研究,运用了有限元模拟分析方法,从拉弯成形预拉、补拉、多点模具头体数量与摩擦系数设计了四因素四水平正交试验。经ABAQUS软件模拟,得出最优化参数组合:1.0%L预拉量、0.8%L补拉量,12个多点模具头体数量和0.15摩擦系数。得出了渐进式加载增量成形,对二维、三维弯曲成形较适用,通过有限元模拟对拉弯成形的制件质量精准预测,提高了工艺控制效果,减少了试验次数并缩减了试验时间,降低了成本。     

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。     

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.     

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.     

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.     

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。     

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.     

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。     

小直径厚壁管材变曲率弯曲回弹预测

为快速、准确地预测管材变曲率的弯曲回弹,建立变曲率弯曲回弹预测的解析模型.基于ABAQUS平台建立小直径厚壁管材变曲率弯曲成形及回弹数值模拟模型,通过试验验证了所建模拟方法的可靠性.将变曲率回弹问题转化为离散定曲率回弹问题进行研究,通过近似纯弯曲回弹实验,建立管材定曲率弯曲回弹前后半径之间的函数关系式,将变曲率弯管轴线双圆弧拟合逼近离散,针对离散化的回弹弯管进行G1连续拼接,依据轴线复杂程度,构建拼接修正函数,建立管材变曲率弯曲回弹预测解析模型.通过2个试验算例验证该解析模型能够有效预测小直径厚壁管材平面变曲率弯曲回弹.回弹的准确预测是有效控制弯管回弹缺陷的前提,用于指导后续模具型面修正,补偿回弹误差,保证弯管几何精度.     

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。     

Reduction of springback using simultaneous stretch-bending processes

Springback due to the elastic material behaviour can lead to shape errors that cause geometrical and dimensional inaccuracies in sheet metal forming processes, especially in bending operations. In order to reduce springback, the technique of integrating stretching with bending in sheet metal forming processes has been investigated. The object of this paper is to explain how to reduce the effect of the elastic component in the material behaviour using simultaneous stretching and bending so that a method is established for applying plastic forming during the main process, without changing the tool design. This study focuses on three main points: the stretching method, the stretching direction and the stretching length. In regard to swing- and v-bending processes, the springback factor is used as the standard evaluation to investigate these effects using Finite Element simulation. The springback factors are compared for four processes: Bending process without stretching (WS), pre-stretching and bending process (PB), pre-stretching plus simultaneous stretching and bending (PSB) and simultaneous stretching and bending (SB). The simulation results are then verified through experimentation. Based on the validated results, simultaneous stretching can then be subsequently applied to the existing stretch-forming process, which consists of pre-stretching and bending. Using this process, springback was successfully reduced which confirms the efficiency of SB process.     

整体壁板压展模具型面曲率半径的计算

目的 研究带有初始曲率的整体壁板在压展过程中的变形回弹规律,以确定压展模具的型面曲率半径.方法 针对壁板压展回弹过程,用初始、加载和卸载3个典型状态来描述材料在截面圆周方向上的变形情况,推导应变和应力分布规律以及卸载后的力学平衡条件,从而得到壁板初始曲率半径、加载曲率半径以及卸载回弹后曲率半径之间的关系.再利用有限元仿...     

大尺度U形板材工件鼓形翘曲缺陷分析及消除

为研究折弯成形工件翘曲的形成机理,提出了一种采用实验、数值模拟和理论分析相结合方法.以一大尺度半椭圆形工件成形为例,对该工件渐进折弯中非均匀回弹翘曲全过程进行ABAQUS有限元数值模拟.分析指出大折弯力、折弯机床身变形是工件鼓形翘曲的主要原因.实施了采用凹模大开口、折弯机床身变形反向挠度补偿的工件缺陷消除措施.工程应用结果表明,该方法对提高工件的成形精度及消除工件翘曲变形缺陷等均获得满意的效果.