板材分段多点成形中局部剧烈塑性变形的研究

局部剧烈塑性变形是分段多点成形中特有的一种缺陷,对其进行深入的研究有利于分段多点成形技术的进一步实用化.本文以圆柱形工件为例,对分段多点成形过程进行数值模拟,详细分析了局部剧烈塑性变形的产生机理,并采用非均匀有理B样条曲面(NURBS)方法,进行过渡区的协调设计来抑制局部剧烈塑性变形的产生,实验证明这种方法能够显著提高工件的成形质量.     

树脂板多点热成形本构模型研究

介绍了树脂板多点热成形装置和成形原理,进行了聚碳酸酯(PC)板鞍面件多点热成形实验,获得了形状轮廓较好、厚度分布均匀的实验件。测试了PC板的玻璃态转变温度和其在不同拉伸温度和速度条件下的真实应力-应变曲线,获得了广义Maxwell模型和PC-DSGZ模型的参数。建立了树脂板多点热成形有限元模型,开展了两种本构模型下PC板多点热成形数值模拟。结果表明两种本构模型鞍面件均实现贴模成形,PC-DSGZ模型可以获得更加均匀的应变和厚度分布。数值模拟与成形实验件的厚度对比结果显示PC-DSGZ模型模拟得到的鞍面件厚度与实验结果更接近。     

树脂板多点热成形过程数值模拟与工艺参数优化

介绍了树脂板多点热成形的原理,建立了PC-DSGZ本构模型,基于不同温度和应变率时PC板的真实应力-应变曲线数据,获得PC-DSGZ模型的参数。开展了球面件多点热成形数值模拟,分析了成形过程变形和压痕现象,探讨了成形温度、成形压强、冲头数量和冲头半径对成形精度的影响,结果表明:成形温度越高或成形压强越大,成形件越贴近多点模具,平均形状误差越小;冲头数量越多或冲头半径越大,成形件厚向应变波动越小,压痕越轻微。开展了PC板多点热成形试验,获得了形状轮廓和表面精度较好的球面试验件。试验结果验证了树脂板多点热成形的可行性和数值模拟的正确性。     

树脂板多点热成形数值模拟与实验研究

介绍了树脂板多点热成形的原理,选择具有良好综合性能的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)为研究对象,测试了其玻璃态转变温度。建立了树脂板多点热成形有限元模型,得到了球形面和鞍面件多点热成形的数值模拟结果,结果表明多点热成形技术可以实现PMMA、PC等树脂板三维曲面件的高精度成形。进行了PMMA板球面件和PC板鞍面件多点热成形实验,结果表明实验件的轮廓形状较好、壁厚分布较均匀,验证了树脂板多点热成形技术的可行性和实用性。对树脂板多点热成形实验结果和数值模拟结果进行对比分析,结果表明,在合理的偏差及测量误差范围内,实验结果与数值模拟结果吻合较好,验证了树脂板多点热成形数值模拟的正确性。     

车钩轭辊锻成形缺陷的数值模拟分析

对车钩轭成形工艺进行了分析,通过建立的有限元三维模型对其成形过程进行了数值模拟,获得了每道次辊锻件尺寸、温度场、应力应变场、载荷等。并分析辊锻不稳定、打滑、飞边大且不均匀、辊锻件长度难以控制等问题的原因,并结合数值模拟结果提出了相应的解决办法。     

工具头大小对板材多点复合渐进成形过程影响的有限元分析

多点渐进成形具有变形均匀、可成形性强、成形效率高且能有效抑制失稳等优势。通过建立金属板材多点复合渐进成形三维有限元模型,对不同尺寸大小的工具头成形典型方锥台制件的多点复合渐进成形过程进行了数值模拟和分析,探讨了工具头大小对成形件的等效塑性应变、成形精度、厚度减薄率等的影响。通过对仿真结果的对比分析表明:工具头直径越小,制件成形区的厚度减薄越严重,越易产生破裂;工具头直径越大,制件变形越均匀、成形精度更高,但法兰区的等效塑性应变更大、越易产生起皱。     

变截面板方盒形件成形参数的正交试验分析

以影响变截面板方盒形件成形的板料厚度比、板料形状与尺寸、压边力及凹模圆角半径等为参数,以成形深度和过渡区移动量为考核目标,通过数值模拟和利用正交优化方法对比分析不同方案下成形深度、过渡区移动量,调整危险点应变路径,确定最优方案,可提高变截面板成形性能。     

板材多点成形回弹补偿与控制的方法研究

基于数值模拟的结果,提出了修正基本体群成形面补偿回弹,获得精确形状零件的方法,并描述了该方法的主要步骤。曲面重构是修正时关键问题之一,对简单曲面文章先拟合B样条曲线,再利用曲线扫掠的方法生成曲面,对复杂曲面则直接拟合B样条曲面,以保证曲面的光滑性。抛物面件和球面件多点成形的应用结果表明,该方法可以很好地补偿多点成形中的回弹。     

铝合金异型曲面件液压成形过程(英文)

针对低塑性铝合金的双曲率异型曲面件"落压"导致废品率高、尺寸一致性差、材料内部组织损伤影响疲劳性能等问题,采用液压成形技术对其进行研究。采用数值模拟和实验方法,对液压作用下的拉深过程及变形方式进行分析;探讨成形过程中起皱、破裂等失效形式及其机理,分析液压对缺陷发生区域典型点的应力状态和应力大小的影响。结果表明,避免缺陷的液室压力区间为10～30MPa;根据不同液压加载路径对异型曲面件横纵截面壁厚影响,确定合理的液室压为20MPa。     

连续多点成形设备的研究

连续多点成形是一种新颖的板材三维曲面成形技术。本文介绍了连续多点成形的概念,分析了其特点及工作原理;探讨了相关成形设备的研制。提出了两种设计方案：一种是柔性辊连续化的设计方案;另一种是柔性辊离散化的设计方案。通过自行开发的连续多点成形装置压制出球形件和鞍形件等典型的三维曲面件。采用显式动力分析方法对连续多点成形过程进行了数值模拟,给出了球形件和鞍形件的模拟结果。     

连续多点成形设备的研究

连续多点成形是一种新颖的板材三维曲面成形技术.本文介绍了连续多点成形的概念,分析了其特点及工作原理;探讨了相关成形设备的研制.提出了两种设计方案:一种是柔性辊连续化的设计方案:另一种是柔性辊离散化的设计方案.通过自行开发的连续多点成形装置压制出球形件和鞍形件等典型的三维曲面件.采用显式动力分析方法对连续多点成形过程进行了数值模拟,给出了球形件和鞍形件的模拟结果.     

气门电镦成形数值模拟及工艺优化

利用DEFORM-3D建立汽车发动机气门电镦工艺的有限元模型,对气门电镦成形过程进行数值模拟,分析变形过程中的金属流动规律以及坯料温度、等效应变和晶粒尺寸的分布情况。结果表明,电镦件的平均晶粒尺寸大且分布不均匀,"蒜头"高温区与杆部冷料区过渡部分的金属流动变化大,等效应变分布不均匀。通过响应曲面法和遗传算法优化,获得当电镦温度为1053℃、电镦速度为1. 2 mm·s~(-1)和夹持长度为7. 25 mm时,电镦件的平均晶粒尺寸最小,约为7. 3μm。对优化前、后的气门电镦及模锻过程进行模拟分析。最终,气门锻件的最大晶粒尺寸由27. 0μm降至14. 4μm,平均晶粒尺寸也由12. 1μm减小至7. 76μm,晶粒细化效果显著。同时,模拟预测结果与气门锻件的金相实验观察结果基本一致,从而验证有限元模型及优化过程的合理性与可靠性,为气门锻件的实际生产提供指导。     

多点渐进成形工艺数值模拟及实验对比

针对成形大尺寸船板需要大设备的问题,以多点渐进成形方法为研究对象,该方法既有单点渐进成形的由局部变形累计成总体变形的特点,又有多点成形模具自由重构的特点。采用数值模拟法仿真了4种不同的成形工艺产生的成形效果,同时展开了相同工况的实验研究,将实验结果在三维扫描仪下进行测量,然后对比验证了数值模拟的仿真结果。研究结果表明:对于双曲率船板而言,两侧多点同步驱动的成形方案比一侧先调整好位置、另外一侧再依次驱动的方案要优越,成形路径对成形效果的影响不太明显,压头的驱动方式对成形力的历史变化影响显著。     

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号还能实现分段成形，反复成形，多道成形以及闭环成形等新的板材成形工艺。     

船用双曲率板件冷压成形回弹模拟与试验

针对船用双曲率板件冷压成形,选取以弯曲变形方式为主的冲压方向,能够提高零件冷压成形性能,但是,回弹是板料弯曲成形中不可避免的问题之一,严重影响了板件冷压成形精度。分别采用动力显示算法与静力隐式算法对双曲率板件冷压成形与卸载回弹过程进行有限元模拟,并基于回弹预测对模具进行了3次迭代补偿设计。板料最终厚度减小不超过10%、增加不超过5%,未产生严重减薄与起皱缺陷,零件成形尺寸与设计尺寸之间的偏差小于3 mm,形状偏差降低了50%以上,有效地提高了其成形精度。对该双曲率板件进行冷压成形试验,通过测量零件形状和尺寸,验证了零件的冷压成形符合设计要求。     

多点成形数值模拟中的基本体成形曲面造型方法

基本体群成形面曲面造型是多点成形数值模拟中的关键问题之一。本文给出了基本体群成形面造型方法，并开发了相关程序。在此基础上，对多点成形中球面件的起皱缺陷及马鞍面的成形力进行了数值分析。     

多点模具成形中基本体单元的刚强度分析

采用ABAQUS有限元软件建立多点模具成形有限元模型,通过对板料成形过程的有限元数值模拟,对基本体单元进行刚强度分析,获得板材成形不同阶段最大载荷情况下各基本体单元的应力、应变分布规律,为设计多点模具中基本体单元的结构尺寸提供了重要依据。     

挤压件尺寸对等径角挤压成形工艺的影响

为了通过大塑性变形技术制备出满足工业需求的大尺寸块体超细晶材料,采用有限元法模拟了不同尺寸挤压件的1、2道次等径角挤压过程,得到了各挤压件的等效应变、等效应力和载荷曲线.分析得出:挤压件尺寸对等效应变的大小和分布以及等效应力的大小影响甚微;但随着挤压件尺寸的增大,等效应力和2道次等效应变的分布均匀性降低,挤压载荷增大.这表明:经过多道次等径角挤压的大尺寸挤压件可以获得晶粒分布均匀的大块体超细晶材料.     

基于数值模拟的小应变差筒形件旋压成形方法研究

为了获得变形均匀的筒形件,提出采用有限元数值模拟方法对错距旋压、等距旋压和对轮旋压三种强力旋压成形工艺方案进行分析,介绍了三种强力旋压成形工艺方法及其原理,并制定了相应的成形工艺方案。以20钢筒形件为研究对象,采用MSC.MARC有限元软件,对三种不同的强力旋压成形过程进行了数值模拟。结果表明,旋压成形后工件的内外表面存在一定的应力及应变差;采用对轮旋压所获得筒形件内外表面应力应变差远小于错距旋压及等距旋压,采用等距旋压成形时筒形件内外表面应力应变差最大。     

曲面形件拉延变形过程数值模拟

运用有限元模拟软件MSC.Marc对不锈钢带凸缘半球面形件和抛物面形件进行了数值模拟研究.首先采用拉延成形方式对半球面形件和曲面形件进行数值模拟,模拟了它们在不同工艺参数下的成形过程.从模拟结果中分析应力、应变和材料厚度的分布与变化,分析了凹模圆角半径、凸模形状对拉延成形过程的影响,得出在拉延成形方式下,凹模圆角半径R=10 mm时成形性与成形质量最佳;为了比较不同成形工艺对曲面形件成形的影响,对半球面形件进行了胀形成形模拟,采用相同的分析方法得出,胀形时的变形程度较大,胀形后的材料厚度较薄,坯料没有增厚现象.