多点拉形中回弹的影响因素研究

多点拉形是成形飞机蒙皮件的一种新技术。整体模具被离散的多点模具代替,在多点模具和板料之间放置弹性垫用来抑制压痕。在卸载之后,不仅有板料自身的恢复变形,还有弹性垫恢复到原来的形状的影响,这使得多点拉形比传统拉形的回弹更加复杂。文章对多点拉形成形蒙皮类零件的成形和回弹过程进行了数值模拟,分析了拉伸量、板厚、材料、摩擦系数等因素对回弹和成形精度的影响。结果表明,拉伸量越小,回弹量越大;板料越薄,回弹量越大;板料的弹性模量越大,回弹量越小,对成形件的形状影响越大;摩擦系数越大,回弹量越大。比较了在相同的成形条件下柱面件、马鞍面件、环面件回弹的大小,结果表明,回弹对单曲度成形件的影响比双曲度的大。     

多夹钳式板材柔性拉形工艺的数值模拟

多夹钳式柔性拉形工艺可克服传统拉形工艺存在的成形缺陷。研究了多夹钳式柔性拉形机的结构组成,分析了多夹钳式柔性拉形工艺的特点,分别选取S形曲面、马鞍形曲面和球形曲面,并利用有限元分析软件ABAQUS,对多夹钳式板材柔性拉形过程进行数值模拟分析。结果表明:在兼顾工件成形质量与拉形机研发制造难度的前提下,相对较高的夹钳离散化程度可提升S形工件的成形质量;相比于普通铰接方式,夹钳与液压缸之间采用球铰接方式时,马鞍形件有效成形区端部的成形质量更好;通过改善板料与模具之间的润滑条件,使球形件有效成形区板料的拉伸变形更充分,卸载回弹量更小。     

多点模具拉形中回弹的数值分析

采用多点模具拉形时,由于弹性垫的使用,拉形后成形件的回弹量与使用整体模拉形时有所不同.应用ABAQUS软件研究分析了预拉量及板料厚度对成形件回弹的影响,对预拉量为0.5%、0.75%、1%及板料厚度为1mm、1.5mm、2mm的拉形过程进行数值模拟.结果表明,在一定范围内,预拉量增大,拉形件的回弹量减小;板料的厚度增大,拉形件的回弹量减小.     

钛合金蒙皮拉形数值模拟与试验

蒙皮类零件通常采用拉形工艺进行成形。基于通用分析软件Abagus对钛合金蒙皮拉形工艺过程进行了数值模拟,通过正交试验获得了较优加载轨迹组合参数,并分析了较优加载轨迹参数下零件成形效果,试验结果表明,回弹量大,成形零件不合格,需进一步控制回弹;研究了预拉与补拉对蒙皮拉形的影响,得出预拉可使板料应力均匀分布和补拉可减小回弹量的结论;利用Think Design软件对模具型面进行回弹补偿,模拟结果显示可以将回弹量控制在有效范围内。     

基于Dynaform的L形件弯曲回弹有限元分析

以L形件为研究对象,根据板料成形特点及回弹规律,利用Dynaform软件对L形件冲压成形进行了回弹仿真试验。依据回弹仿真试验结果,用正交试验法对冲压参数凸凹模圆角半径、板材厚度、压边力和摩擦系数与L形件冲压回弹之间的关系进行了分析。结果显示,凸凹模圆角半径、板材厚度、摩擦系数对L形件的冲压回弹有显著影响。当弯曲工艺参数处于合理范围内时,L形冲压件回弹量随凸凹模圆角半径增大而增大;随板料厚度的增大而越小;随摩擦系数和压边力的增大,回弹角先增后减。     

多点拉形中回弹的数值模拟

对多点拉形成形蒙皮类零件的成形和回弹过程进行了数值模拟。分析了弹性垫厚度及曲率对回弹和成形精度的影响。结果表明,弹性垫厚度越大,回弹量越大,形状误差也越大;圆柱面件曲率半径越小,回弹量越大,形状误差增加值越大;环面件的曲率半径越大,回弹量越大,对成形件形状误差影响越大;回弹对单曲度成形件的影响比双曲度的成形件的影响要大。     

柔性压辊拉形机原理及其数值模拟研究

介绍了柔性压辊拉形机的原理,利用非线性有限元软件进行了柔性压辊拉形机拉形过程的数值模拟,设计了3种加载方案并对3种方案的模拟结果进行了研究和对比。结果表明:成形中压辊按向下凸圆弧状排列下压比压辊一直按直线排列下压在抑制裂纹方面更有优势;在采用前者方式加载时,在设备允许的范围内,向下凸圆弧半径越小,抑制裂纹的能力越强。     

材料和目标形状对多点拉形成形精度的影响分析

多点拉形是将整体拉形模具离散成多点模具,可以在一套多点拉形模具上实现不同形状零件的拉形,省去了模具的设计、制造等大量的生产成本,实现了蒙皮件的柔性成形。多点拉形主要适于成形小曲率、大变形的蒙皮件,材料和目标曲面形状都是影响多点拉形成形结果的重要因素。通过对3种材料成形不同曲率半径球形件的多点拉形过程进行数值分析,研究材料和成形件目标形状对多点拉形的影响。结果表明,在成形件中心区域的形状误差小于边缘区的形状误差,拉伸方向的形状误差大于垂直拉伸方向的误差,成形件的曲率半径越小,成形件的形状误差越大。     

基于数值模拟的方锥件侧壁和底部回弹分析

针对AZ31B镁合金材料的方锥件的侧壁和底部回弹问题,利用Abaqus有限元软件,采用单因素实验法,研究了成形角、成形温度、下压量和板料底面面积这4种因素,对成形件的侧壁和底部回弹量的影响。结果表明:如果下压量越大、成形角越大,那么成形件侧壁回弹量越大;成形件底面积越大,成形件底部回弹量越大;如果成形温度越高,那么成形件侧壁的回弹量越小,反之亦然。成形件侧壁最大回弹量均发生在成形深度约为14～18 mm的位置,也就是成形深度中间偏下的位置,其回弹值在1.2～2.1 mm之间;成形件底部的最大回弹量出现在板料中心,其回弹值在0.6～1.1 mm之间。     

U形件模具表面摩擦对回弹影响的数值模拟

通过对U形件模具表面进行激光复合造型处理,有效的控制模具表面各区域的摩擦系数,从而改善了板料的回弹,同时提高了模具的寿命.利用ABAQUS10.0有限元模拟软件对U形件进行数值模拟,在模具表面各区域设置不同的摩擦系数,揭示了各区域摩擦系数对U形件回弹的影响规律.结果表明:增加凹模圆角、法兰区与板料之间的摩擦,减小凸模圆...     

基于有限元法的油孔卡环弯曲回弹分析及控制

随着对冲压件尺寸精度要求的不断提高,精确预测给定冲压件的回弹量大小显得非常重要。借助Dynaform软件对油孔卡环弯曲后的回弹规律进行了数值模拟,分析回弹产生的原因和影响因素,并利用正交实验找出制件最小回弹的条件组合。结果表明:在凸模圆角半径、活动夹块圆角半径、接触间隙、摩擦因数这4个因子中,凸模圆角半径对油孔卡环回弹的影响最大;最优成形参数为:凸模圆角半径30 mm、夹块圆角半径29 mm、接触间隙为1.1 mm、摩擦因数0.3。     

基于Dynaform的汽车前托架成形分析及参数优化

分析讨论了汽车前托架零件的成形工艺及有限元分析前处理中工具体与板料的网格划分;探究了摩擦系数、压边力对板料成形的影响。结果表明,较小的摩擦系数增加了零件的起皱趋势,但对破裂缺陷有较大改善;基于模面破裂危险区的形变分析,对模面修改后进一步进行压边力优化,从而进行了符合实际工艺的多阶段前托架成形优化分析。采用优化后的工艺参数和模面形状进行实际试冲,得到了合格的零件,板料变薄率和增厚率分别在20%与5%的允许范围内。实际试冲与数值模拟的板料厚度应变误差在4%范围内,且板料轮廓收料情况相符。     

基于响应面法的U形件弯曲成形回弹优化

U形件弯曲成形过程中比较突出的问题是回弹,通过将响应面法(RSM)与有限元仿真软件Dynaform相互结合,基于NUMISHEET’93的U形弯曲标准考题,将凹模圆角半径选定为Rd=8 mm,以模具间隙、摩擦系数、冲压速度3个参数作为影响因素,竖直方向的回弹位移作为优化目标,建立17组试验方案,对U形件弯曲成形过程进行仿真模拟。借助Design-Expert8. 1对17组数据进行拟合处理,得到关于优化目标的二次非线性回归方程与优化的参数组合,即模具间隙为1 mm、摩擦系数为0. 15、冲压速度为800 mm·s^-1。优化的参数组合代入有限元软件再次仿真得到回弹位移为0. 731 mm,其与方程拟合值0. 738 mm相差约1%,并在前人研究基础上将回弹位移进一步减少了26. 2%,最后进行了实物弯曲验证。RSM与Dynaform的结合减少了有限元模拟的次数,有效地提高了板料弯曲的成形精度与质量。     

板料成形回弹的数值模拟与影响因素

回弹是卸载过程产生的反向弹性变形，是板料冲压成形过程中存在的一种普遍现象。本文探讨了回弹产生的力学机理，运用显式隐式顺序求解方法模拟回弹，比较了材料性能、板料厚度、摩擦系数等因素对回弹的影响。通过回弹的数值模拟和比较回弹的影响因素，对于制定合理的冲压工艺方案，并在模具设计过程中，考虑回弹的关键因素，以便修正模具尺寸，补偿回弹误差，具有重要的实际意义。     

卡箍成形件回弹模拟及优化设计

针对卡箍模具冲压成形后,成形件因弹性变形消失而发生回弹的问题,利用ABAQUS对模具成形过程进行数值模拟,研究卡箍模具表面不同摩擦特性的分布对成形件回弹的影响。首先根据卡箍模具的特征结构对卡箍模具表面进行区域划分,并以卡箍成形件的回弹量为优化目标。采用单因素与均匀设计相结合的方法,确定当卡箍模具表面的最佳摩擦特性分布为:μ5=0. 12,μ6=0. 13,μ7=0. 14,μ9=0. 16,μ10=0. 18,μf=0. 11,其他区域摩擦系数为0. 12,此时卡箍成形件的回弹量最小。并在数值模拟的基础上进行试验验证,试验结果表明卡箍成形件的回弹得到了改善。     

车窗升降板弯曲成形回弹缺陷的影响因素分析与成形工艺优化

针对弯曲件汽车车窗升降板在成形过程中因板料弹性回复和残余应力的存在易产生回弹而影响零件尺寸和装配性能的问题,借用Dynaform平台对板料弯曲成形过程进行数值模拟及回弹预测。针对板料厚度A、冲压速度B、摩擦因数C和模具间隙D等4项影响因素设计9组不同的成形工艺参数组合,分别对板料进行正交试验和重复正交试验(重复次数S=3)获取回弹结果,并采用极差分析法(方案1)和方差分析法(方案2)进行影响因素的主次排序和工艺优化。方案1和方案2分别获得的影响因素主次顺序和优化工艺参数组合为ABDC,A_2B_2D_3C_2和BDCA,B_2D_3C_2A_1。将两组工艺参数进行对比验证,进而确定最佳参数组合为板料厚度A=0.9 mm,冲压速度B=5000 mm·s~(-1),摩擦因数C=0.125,模具间隙D=1.15。利用该工艺进行试生产,检测零件危险圆角处厚度为t=0.70 mm,减薄率低于25%。经过试装配证明,采用优化后工艺参数成形的零件能够满足其使用条件下的尺寸和装配要求。     

基于响应面法的挡风梁冲压回弹预测模型

以5182铝合金挡风梁成形后的回弹为研究对象,通过单向拉伸试验,获取了5182铝合金板料在不同轧制方向及应变速率条件下的真实应力应变曲线,并将其引入数值模拟模型,研究了板料成形速度、模具间隙、摩擦系数对5182铝合金挡风梁成形回弹的影响规律并分析了其形成原因。然后根据响应曲面法建立了5182铝合金挡风梁回弹预测模型,进而通过不同条件下的实验对比,对该预测模型进行了验证。研究结果为铝合金板料回弹的分析提供了新的思路。     

工艺参数和材料性能对板料成形回弹的影响

分析总结了数值模拟中模拟参数（有限无算法、单元类型、材料模型、本构方程、积分点选取、接触和摩擦法则等）对回弹模拟精度的影响。对一细长支腿零件的工艺成形过程进行了数值模拟，研究了工艺参数及材料性能参数（压边力、凸模圆角半径、凸凹模间隙、板料厚度、摩擦系数、材料硬化指数）对工件回弹的影响。回弹角随凸模圆角半径和凸凹模间隙的增大而增大，随压边力、扳料厚度、摩擦系数和材料硬化指数的增大而减小。     

考虑包辛格效应的高强钢U型件冲压回弹规律分析

回弹问题限制高强钢的广泛使用。数值模拟预测高强钢回弹的精度很大程度上取决于所应用的材料模型是否能对材料的包辛格效应准确描述。本研究旨在将力学解析方法、数值模拟技术、响应面分析法综合应用于高强度薄钢板U型件冲压回弹的预测中。基于考虑包辛格效应的材料模型实现高精度模拟预测回弹,随后利用理论解析方法结合有限元模拟与响应面法分析压边力、摩擦系数、模具圆角半径对回弹的影响规律。结果表明,摩擦系数较小时,板料的回弹程度随压边力的增大而减小;而摩擦系数较大时,板料的回弹程度随压边力的增大而增大。选择合适的模具圆角半径可以显著减小零件的回弹量。