工艺参数和支撑方式对镁合金方锥件单点渐进成形负回弹和壁厚的影响

研究了AZ31B镁合金方锥件的侧壁负回弹问题和成形件壁厚问题。针对侧壁负回弹部分设计了4因素3水平正交实验,通过机床实验研究了成形角、成形温度、下压量和成形高度对成形件侧壁负回弹量的影响程度,并通过数值模拟进行验证。结果表明,对方锥件侧壁负回弹量的影响程度从高到低分别为:成形角、下压量、成形温度、成形高度。仿真结果和机床实验结果均表明负回弹段是影响成形件回弹的重要部分。仿真结果还表明:不同的支撑方式对成形件的壁厚分布有重要影响,下压板伸出方式下的侧壁壁厚比下压板未伸出方式下的壁厚被减薄的更加均匀,壁厚极差较小;下压板伸出方式可有效减小负回弹段的回弹值。     

柔性压辊拉形中回弹的数值模拟

拉形是飞机蒙皮件的主要成形方法。柔性压辊拉形是一种新的拉形工艺,将传统的拉形过程中使用夹钳进行拉伸包覆的加载方式,改变为利用柔性压辊垂直下压的加载方式,使板料产生变形。对柔性压辊拉形成形球形件的过程和回弹进行数值模拟,分析加载量、板厚、板料与模具之间的摩擦系数等因素对回弹的影响。研究结果表明,在柔性压辊拉形方式下,成形件应力分布比较均匀,且在成形一定尺寸的球形件时,加载量越小,回弹量越大;板料越薄,回弹量越大;板料与模具之间的摩擦系数越大,回弹量越大。     

单点渐进成形工艺参数对激光拼焊板圆锥台件回弹影响研究

激光拼焊板单点渐进成形回弹是影响成形精度的重要因素。使用回弹角来度量板料回弹大小,并使用正交试验设计对工具头直径、成形高度、下压量、半顶角等因素进行实验研究,得到各因素对回弹的影响程度。得出影响板料回弹因素的大小依次为:成形高度、下压量、半顶角和工具头直径;工具头直径变化对回弹影响不大;成形高度对回弹影响显著,成形高度越高,回弹量越小;在一定范围内,回弹角的大小取决于下压量的大小,下压量越大回弹角越小;过大或过小的半顶角都会导致显著的回弹现象,合适的半顶角设计能够有效减少回弹的出现,从而保证成形精度。最后通过实验验证了正交试验得出的最优工艺参数。     

板料厚度对单点渐进成形加工精度的影响

单点渐进成形过程中的回弹对成形件的精度影响较大。本文采用单因素试验研究了单点渐进成形时不同板厚对成形件精度的影响。通过Abaqus软件进行了成形过程的数值模拟。结果表明:在误差允许的范围内,试验结果和仿真结果基本一致,板料的厚度越大,底部的鼓凸量越大,侧壁的加工精度越高。     

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。     

含硼高强钢带热辊压成形回弹的数值模拟

针对采用含硼高强钢带制造槽形件的回弹与应用问题,设计了一种新的六辊式热辊压成形装置。以2.2mm厚的含硼高强钢带为原料,设定奥氏体化温度为900、910、920℃,穿带速度为750 mm/s,运用ANSYS有限元软件模拟计算了其热辊压成形回弹情况。结果表明,奥氏体化温度对板料热辊压成形回弹影响显著。塑性变形区主要发生在圆角半径较小的圆角处,随着板料成形前奥氏体化温度的升高,板料回弹量呈现减小趋势。900℃奥氏体化温度对应的板料回弹角为8.7°,塑性应变在0.11左右,最大等效应力为589.1 MPa;910℃奥氏体化温度对应的回弹角为7.9°,应变在0.15左右,最大等效应力为584.2 MPa;920℃奥氏体化温度对应的板料回弹角为6.5°,应变在0.16左右,最大等效应力为574.0 MPa。     

AZ31B镁合金板热渐进成形的精度研究

成形精度差是限制单点渐进成形发展的重要因素,针对单点渐进成形技术难以实现对材料高温处理再加工的问题,提出一种基于液体介质加热的单点渐进成形方法,并通过依次提高温度的方法,探索了适合进行AZ31B镁合金板料单点渐进成形的实验温度。同时,研究了在该温度下采用单点渐进成形方法加工AZ31B镁合金方锥件时,成形角对精度的影响。结果表明:液体介质加热的方法对单点渐进成形有效,在加热油温达到200℃时能够完成镁合金板料的单点渐进成形过程;方锥成形件的精度影响分两种形式——侧壁鼓凸和棱边回弹,并且随成形角的增大,侧壁鼓凸和棱边回弹的回弹量都减小。     

基于BP神经网络的单点渐进成形回弹预测

通过数值模拟与BP神经网络对单点渐进成形AZ31B镁合金方锥件的回弹进行了预测。首先采用ABAQUS数值模拟软件对方锥件成形过程进行了模拟,研究了成形角、成形温度、压下量对板料侧壁和底部的回弹的影响。再通过正交试验获取不同参数组合下的回弹数据并作为样本数据,在MATLAB软件中对BP神经网络进行训练,将预测结果与实验结果进行了对比。     

成形工艺参数对U形件回弹影响的仿真分析

针对U形件弯曲回弹问题,在Abaqus软件中建立6061铝合金薄板U形件拉延成形二维有限元模型,使用Numisheet’ 2011会议回弹测量方法和成形极限图缺陷判据,研究U形件成形过程中单工艺参数对回弹量的影响,通过L_9(3~4)正交试验获取U形件回弹控制最优工艺参数组合。结果表明:不改变其他成形工艺参数,U形件回弹量随着凸、凹模圆角半径或拉延深度的加大,总体呈上升趋势,随凸、凹模间隙值的减小总体呈下降趋势;U形件回弹量随"凸模-板料"摩擦因数的增大而增大,随"凹模、压边圈-板料"摩擦因数或压边力的增大而减小;成形工艺参数影响U形件回弹量的主次顺序依次为"凹模、压边圈-板料"摩擦因数、"凸模-板料"摩擦因数、凸、凹模间隙值、压边力,以优水平工艺参数组合A_2B_3C_1D_3进行成形模拟,U形件法兰端部最大位移偏移量为0.84 mm,回弹控制效果明显。     

基于Dynaform的V形件成形及弯曲回弹的数值模拟分析

弯曲回弹是板料在弯曲成形外力卸载后产生的不可避免的普遍现象。回弹量的大小直接影响到冲压件的几何精度和其后的装配性能等。由于影响回弹的因素很多,在理论上准确计算回弹值比较困难。因此本文应用Dynaform软件对V形件弯曲成形进行数值模拟,通过正交试验法,以回弹角为评价指标,研究弯曲角、成形温度以及成形速度对V形件弯曲回弹性能的影响。并分析影响回弹角的因素的主次顺序,且通过试验得到最优解组合,为参数优化做准备。为实际生产中解决回弹问题、提高零件成形质量、缩短新制件开发周期具有重大意义。     

方锥件渐进成形扭曲规律及影响因素

渐进成形中,工具头在成形过程中不断推压板料,造成板料产生扭曲变形,影响零件的尺寸精度。为降低零件扭曲程度,提高零件成形精度,以方锥件为例,借助有限元数值模拟,研究渐进成形过程中板料扭曲变形规律,并采用单因素分析法,分析渐进成形各工艺参数对板料扭曲的影响。结果显示,零件底部和侧壁的板料产生了一定程度的扭曲,随着成形深度的增加,扭曲位移最大的位置逐渐向侧壁中部靠近,最终扭曲程度沿侧壁大致呈抛物线分布,且随着工具头半径的减小和层间距的增大,零件扭曲程度加剧。结果表明,通过改变工具头半径和层间距能降低零件扭曲程度,提高零件成形精度。     

大型船用卷板机卷板成形过程的数值模拟

首先对卷板成形过程进行了理论分析;然后用有限元分析软件ABAQUS对某大型船用卷板机板料滚弯成形及回弹的过程进行模拟,得到了成形件的应力分布与应变分布;研究了上辊不同下压量对其成形过程的影响,分析了滚弯过程中辊子和板料间的法向接触正压力,并将仿真值和理论计算值进行了比较,分析了产生误差的原因.同时,分析了辊子对板料的切...     

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.     

工艺参数与模具参数对大型厚板弯曲件弯曲角度的影响

以8 mm厚Q345板料的弯曲为对象,研究工艺参数与模具参数的变化对板料弯曲成形性能及最终弯曲角的影响。建立厚板弯曲成形有限元仿真计算模型,确定适合板料弯曲成形的有限元数值模拟参数并分析板料弯曲过程中的应力情况以及回弹后的残留应力分布。通过正交试验,对比分析各参数对板料弯曲结果的影响,确定了对板料弯曲中弯曲角度的因素影响由强到弱为上模圆弧半径、上模下压量、下模圆角半径、下模开口。     

基于正交试验的涡轮壳成形工艺参数的优化

以涡轮壳作为研究对象,利用Simufact Forming软件对涡轮壳的成形回弹进行有限元仿真。以模具弯曲半径、模具间隙以及冲压速度作为影响因素,将板料的回弹量作为优化目标,借助正交试验法设计了4因素3水平仿真试验。通过仿真实验得到了各因素对板料成形回弹量影响的顺序分别为:模具间隙、模具弯曲半径、冲压速度;涡轮壳冲压成形的最优工艺参数组合方案为:模具间隙为1.0t、模具弯曲半径为55.2 mm、冲压速度为15 mm·s~(-1);最优方案下的回弹量仿真值为0.436 mm。随后,利用冲压模具对优化方案进行试验验证,结果显示,回弹量的试验值为0.494 mm,仿真值与试验值之间的误差为13.3%,验证了有限元仿真的正确性。     

基于小波神经网络和粒子群算法的铝合金板冲压回弹工艺参数优化

针对铝合金复杂件冲压后出现的较大回弹缺陷,同时为减少冲压成形工艺参数的优化时间,使用有限元仿真软件DYNAFORM对冲压成形及回弹过程进行数值模拟,在确保数值模拟与试验结果基本一致的基础上,利用代理模型对回弹进行了优化研究。以NUMISHEET'96 S梁为研究对象,凸模圆角半径、凹模圆角半径、压边力、板料厚度作为影响因素,成形后最大回弹值作为成形目标,运用拉丁超立方抽样,通过数值仿真获得样本数据,建立影响因素与成形目标之间的小波神经网络代理模型,利用粒子群算法对该模型迭代寻优获得最优工艺参数。结果表明:小波神经网络能较好地描述板料工艺参数与回弹之间的映射关系,优化后成形件的回弹量大大减小。     

BR1500HS板料热冲压成形工艺参数影响分析与试验研究

利用有限元数值模拟软件Dynaform分析了热冲压成形工艺中冲压速度、压边力、模具初始温度、摩擦因子等因素对BR1500HS板料加强件回弹、起皱、破裂等成形质量的影响规律。选取冲压速度50 mm/s、压边力25 kN、摩擦因子0.4进行了生产试验。试制产品成形良好,各部位的回弹量均在2 mm内;强度在1380～1620 MPa,硬度在410～490 HV,满足零件要求。     

Invar 36合金厚板三点弯曲回弹规律研究

采用Ls-Dyna软件,利用Swift硬化模型、Mises屈服准则,建立三点弯曲有限元模型,模拟研究了不同厚度、不同温度下Invar 36合金厚板的回弹规律。依据模拟结果,设计制作三点弯曲模具,在万能液压机上进行三点弯曲回弹试验。结果表明,板料厚度越大,成形温度越高,回弹程度越小。室温下材料厚度从12.7增加至19.05 mm时,回弹量由19.73%降至10.76%,减小了45.5%;19.05 mm厚度的板料成形温度为室温时回弹量为10.76%,而当成形温度升高至800℃时回弹量则降至1.4%,减小了87.0%。有限元模拟结果和试验结果吻合度高,表明该有限元模型、材料模型可有效预测Invar 36合金不同厚度、不同温度下的回弹情况。     

方锥形盒数控单点渐进成形工艺及表面质量研究

针对钛合金强度高、冲压成形难度大的问题,以某热电器件方锥形外壳为研究对象,基于ANSYS/LS-DYNA模拟分析平台对单点渐进成形过程进行有限元分析,探讨渐进成形工艺下钛合金的塑性变形规律及特征,并针对层下压量、工具头直径、板料厚度3个因素进行正交试验分析。研究结果表明:各因素对板料减薄率和最大表面压力的影响趋势基本一致,影响最大的因素是工具头直径,其次是板料厚度、层下压量。实际生产中,可以适当增加层压下量以提高生产效率,由正交试验分析得到最佳工艺参数:工具头直径为φ14 mm,板料厚度为0.5 mm,层压下量为1 mm。     

方矩形焊管多规格柔性冷弯成形回弹分析

针对方矩形焊管在冷弯成形过程中的回弹问题,利用COPRA软件进行冷弯成形工艺设计,确定了适用于柔性制造的工艺参数,基于ABAQUS软件建立了8种冷弯成形有限元模型,先后进行显示动力学分析和静力学分析,模拟板材冷弯成形和卸载过程,得到了不同模型各道次的回弹角度,同时,通过单因素分析法研究了板料厚度、侧壁高度和成形宽度对回弹的影响。结果表明:最终成形角相同时,回弹角度呈先增大后减小的趋势;增大板料厚度、成形宽度和减小侧壁高度均会分别导致冷弯成形中各道次的回弹角度减小,且回弹角度与板料厚度成线性关系;在进行弯角二的冷弯成形过程中,宽度方向板材的等效应力基本不变,弯角一不会发生回弹现象。