铝板数控单点渐进成形的成形极限曲线研究

对薄壁复杂构件进行数控单点渐进成形时，板料易发生破裂、起皱等缺陷，且材料变形机制演化复杂，对加载条件极为敏感，使得板料在数控单点渐进成形时的破裂预测和控制变得极难。为此，选取1060铝板作为研究材料，通过试验研究了数控单点渐进成形技术中板料的成形性能，以实现对破裂的预测和控制。利用拓印法将制件的空间变形问题转化为平面变形问题，采用数码显微镜对拓印的制件网格数据进行测量和提取，选用插值法和多项式拟合法对数据进行拟合处理，最终得到了1060铝板料在数控单点渐进成形技术下的成形极限曲线（FLC）。通过对FLC进行分析研究，得到了制件破裂区和安全区域的应变分布，实现了制件破裂的预测和控制。为进一步提高1060铝板的成形极限，将超声振动引入到单点渐进成形中，通过试验对比研究了超声振动辅助渐进成形的FLC和传统渐进成形的FLC，试验结果表明：当振动功率为120 W、振动频率为25 kHz时，1060铝板料的成形极限提高了11%。     

波纹管成形过程的数值模拟

波纹管的成形是管坯在压缩和弯曲的应力下的弹塑性变形,变形过程既有材料非线性还有几何非线性,变形过程较为复杂,同时也会引起管坯的回弹、破裂等问题。该文通过有限元软件ANSYS,仿真分析波纹管的成形过程,模拟出波纹管成形过程中应力分布情况以及波纹管的成形极限,为指导和优化成形工艺提供重要的分析依据。     

变形铝合金半固态挤压铸造技术研究

利用变形铝合金半固态挤压铸造工艺的成熟技术,对难以铸造成形的变形铝2A12材料半固态挤压铸造技术展开探索,分析变形铝2A12材料半固态挤压铸造难点,提出变形铝2A12材料半固态挤压铸造成形技术方案。经过大量工艺试验验证,分析问题,改进方案,获得了变形铝2A12材料半固态挤压铸造成形技术所能达到的铸件力学性能指标,得到了适合性能要求的相关铸造工艺参数及成形后固溶处理工艺参数,为进一步研究和探索变形铝合金2A12半固态挤压铸造技术的工程化应用奠定了工艺技术基础。     

基于固有应变法的卫星支架结构SLM变形趋势仿真

选区激光熔化技术为航天器的设计和制造提供了更大的自由度,在成形复杂结构方面具有明显优势。然而,SLM过程中需要添加支撑以保证零件成形,由于金属材料在热力学性能方面与非金属材料有较大差别,成形过程更易变形,因此SLM工艺对材料的热导率、抗变形能力更加敏感。由于缺乏增材制造工艺的标准与规范,现阶段粉末床增材制造仍然沿用传统的“试错”模式,SLM成形带有支撑结构的复杂零件时仍有变形和开裂问题,造成了材料和机器时间的浪费。针对一种拓扑优化结构,在宏观层面上模拟4种不同支撑方案的SLM工艺过程,预测4种方案的应力和变形情况,探索最佳成形方案,最后对比实际打印结果和仿真结果,从而分析仿真模型的精确性和误差来源,为SLM工艺方案的制定提供参考。     

提高膜片成形精度的工艺方案

1问题的提出膜片是工业自动化仪表传感器部件中的核心零件,我厂生产的电气转换器中的梅花膜片结构尺寸如图1。仪表工作时膜片受到现场压力的作用产生局部变形,通过将变形量转换成电信号输出并反馈,以测量、控制现场压力的变化。为保证仪表的测量精度,要求膜片具有高的弹性模量和疲劳强度。该膜片的材料采用QBe2。高弹性材料成形的难点就是材料成形后回弹量大,难以保证零件的尺寸精度。传统的解决方法是根据设计手册中提供的经验数据在成形时预先给出回弹量来补偿。我厂该膜片的成形用如图2所示结构的胎具在油压机上来完成。并根据回弹量来…     

分段沉积/雕铣快速原型制造中的工艺控制研究

阐述实体分段堆积成形,论证基于堆积成形与传统CNC加工相结合的复合成形方法的可行性。在此基础上,分析该工艺中支承材料和工件材料满足匹配关系的重要性及材料变形问题,并提出相应控制措施。     

基于ABAQUS的U形件弯曲过程模拟研究

弯曲成形是材料弹塑性变形的结果,这一过程中存在着高度的非线性。基于大变形的弹塑性变形理论,借助于ABAQUS软件处理非线性问题的优势,对U形件弯曲成形过程进行模拟分析,在实际生产中具有一定的应用价值。     

液压胀形

液压胀形工艺是液体受压时,体积不变而压力向各方向均匀传递,使材料在最有利的情况下沿模具变形,达到成形的目的。胀形时材料处于双向拉应力状态,塑性变形仅局限于变形区范围内,因此,变形区材料不会产生失稳或起皱现象。采用液压胀形的零件具有表面光洁度高,几     

锥形件拉深成形中的弯曲与反弯曲变形分析及拉深力的计算

针对帽形弯曲成形,建立了弯曲与反弯曲的几何模型,分析了板坯多角弯曲时的弯曲和反弯曲现象,给出了产生反弯曲变形的判定条件。在此基础上,进一步研究了锥形件拉深成形中的弯曲与反弯曲问题,指出了在拉深初期并不产生反弯曲变形。计算拉深力时,应首先判断是否产生了反弯曲变形,然后再考虑反弯曲变形对成形过程的影响。     

TC4钛合金板料激光冲击成形过程的有限元仿真

激光冲击成形集板材成形和材料改性于一体,利用激光诱导高幅冲击波的力效应使板料产生塑性变形,是一种无模、柔性成形新工艺。本文使用商业有限元分析软件ABAQUS进行了钛合金板料激光冲击成形过程的仿真研究,分析了钛合金板料厚度、激光能量、约束孔径、激光光斑间隔四种因素对材料变形量和应力应变的影响。研究表明:随着板料厚度的增加,板料变形范围逐渐减小,变形量先减小后增大;随着激光能量的增大,材料的变形量线性增加;激光约束边界孔径越大,板料变形量越大;适当的光斑间隔并不会对零件成形精度造成较大影响,在满足精度要求的条件下,为提高效率可以考虑采用间隔光斑进行冲击成形。     

曲面形零件的拉深成形

曲面形状零件是指那些非平底、非直壁零件,包括有:球面形状零件、抛物面形状零件、锥形零件以及诸如汽车覆盖件一类的零件。这类零件在拉深成形时,整个坯料都是变形区,因为它不仅要求其外法兰部分产生拉深时相同的变形,而且还要求其中间部分由平面变成曲面或斜面,也成为了变形区,因此,可以说曲面零件成形是拉深和胀形两种变形方式的复合。 曲面形状零件拉深成形后实测变形数值如图1所示。图1a是电动喇叭罩变形分布示意(材料为08     

圆锥形零件成形时极限承载能力的确定

根据圆锥形零件成形时破裂危险断面处的应力状态，并综合考虑几何尺寸、各向异性、材料硬化等因素的影响，经力学分析得出了圆锥形零件成形时危险断面处的承载能力，以此可作为判断成形过程能否顺利成形，确定极限变形程度的依据。     

静压支撑单点渐进成形厚向应变分布研究

采用单点渐进成形技术单道次成形复杂形状的薄壁零件时，厚度分布不均匀及过度减薄易于引起板材的断裂和成形失效。将静压支撑引入单点渐进成形中，形成一种静压支撑单点渐进成形工艺；通过促进材料流动和厚向应变分布来提高板材厚度分布的均匀性。选用初始厚度为1 mm的1060铝板，以静压支撑单点渐进成形的圆锥台件为研究对象，通过数值模拟和实验研究分析了静压参数对厚向应变分布和材料流动规律的影响。结果表明：0～0.18 MPa的静压支撑有利于过渡变形区Ⅱ的快速成形，有利于主变形区Ⅲ的厚向应变分布；在有利压力范围内，静压压力越大，由Ⅱ区流向Ⅲ区的材料越多，厚向应变分布越均匀，制件成形性能越好。     

开拓塑性成形制造极限共性关键理论及其实践——解读Deformation-based Processing of Materials: Behavior,Performance, Modeling,and Control

随着航空、航天、能源、汽车、电子产品和生物医学工程等领域的持续发展,迫切需要其高端装备关键构件具有高性能、轻量化和高功效等特性,同时要求缩短产品设计开发周期、降低生产成本和实现绿色、智能制造。基于变形特有的体积转移和组织调控优势的材料加工技术即塑性成形方法,具有生产效率高、生产成本低、材料利用率高、产品性能好、服役性能强和产品技术附加值高等优点,成为先进制造领域的基础支撑技术,也是成形制造高端装备关键构件不可替代关键生产工艺。Deformationbased Processing of Materials:Behavior,Performance,Modeling,and Control一书围绕材料变形中宏微观成形缺陷预测和控制这一制约成形精度和极限的关键共性问题,从非均匀变形、损伤断裂、压缩失稳、回弹、表面粗化、流动缺陷、微结构异常缺陷7个方面,系统阐述了材料不均匀变形的现象和机理、材料和成形过程多尺度建模仿真优化,并通过案例阐述了新提出的理论和技术在实际中的应用情况,最后讨论了基于变形的材料加工技术的发展趋势及面临的挑战。     

覆盖件多步冲压中应变路径对成形性能的影响

以某轿车左后悬挂架二次拉深的关键部位在各步成形中的变形形式及变形程度为研究对象，以冲压成形数值模拟为主要手段，分析多步冲压的变形规律。研究表明，各步变形量的不同分配，对应了不同的变形路径，对材料性能的影响亦应不同，从而对材料总的成形能力产生影响。     

基于响应面法的单点增量成形过程变形能优化

单点增量成形过程中的变形能对加工成本控制及工具头与材料之间的热效应和摩擦效应有直接影响。以典型圆锥形制件为研究对象,采用BBD实验方法,设计四因素三水平实验方案,利用响应面法研究工具头直径d、层间距Z、板厚t和成形角α对变形能的影响,并得到变形能的多元二次预测模型,最后以变形能最小为目标对该模型进行优化。实验结果表明：板厚对变形能的线性影响最显著,随着板厚的增大变形能增大,工具头直径越大所需变形能越大,成形角增大时所需的变形能增大;变形能最小的工艺参数组合是工具头直径4.0mm、层间距0.95mm、板厚0.57mm、成形角45°。     

脉动液压成形技术与设备

介绍脉动液压成形技术的成形原理、工艺特点及应用领域。从工艺和材料两方面对脉动液压成形提高材料成形能力的机理进行研究,试验证明脉动载荷一方面能够促进管材液压成形时的补料、降低摩擦力的阻碍作用并利用成形过程中小褶皱的出现与消失提高变形的均匀性;另一方面,对于奥氏体不锈钢,脉动载荷可以增强形变过程中的相变增塑效应,从而提高其成形性。自主设计并研制出能实现工业化生产需求的自动化程度高的脉动液压成形设备,为该项技术在汽车、航空及航天制造领域中的推广和应用提供重要的理论指导和实践探索。     

转向螺母多向联动加载成形工艺研究

转向螺母是汽车上复杂异形非圆齿形零件,结构形状复杂,需要多个方向产生变形,各部分变形量不同,成形难度大。在分析其结构形状特点和成形难点的基础上,提出了多向联动加载成形工艺。该工艺在成形过程中,各凸模加载顺序、速度、行程根据材料流动和充填情况进行联动控制,控制材料主动向需要的地方流动和填充,进而提高材料充填性和降低成形力。利用有限元软件对该工艺成形过程中的金属流动规律、材料填充状况、应力分布、成形力进行了数值模拟分析。对转向螺母的多向联动加载成形工艺和顺序加载成形工艺进行了对比分析,多向联动加载成形工艺比顺序加载成形工艺成形力降低了28%。对多向联动加载成形工艺进行了成形试验,成形出的转向螺母充填饱满,尺寸符合图纸要求,未出现锻造缺陷,并进行了小批试制。试验结果表明该工艺具有可行性和实用性。     

面向高性能塑性成形的多尺度建模仿真研究进展

塑性成形是利用材料的塑性产生变形从而形成一定形状并获得一定性能的工艺方法,是零部件制造不可或缺的重要途径。随着我国航空航天等领域高端装备技术的发展,其关键零部件的高精度高性能要求,迫切需要发展可计算、可设计的高性能塑性成形理论与技术,多尺度建模仿真是实现该需求的关键手段。然而,塑性成形涉及材料非线性、几何非线性和工艺非线性等复杂问题,以及力热加载、特种能场加载、组织性能演化等复杂过程,给多尺度建模仿真提出了挑战。从分析高性能塑性成形的科学问题出发,通过梳理材料多尺度变形响应特征,讨论了塑性成形多尺度建模面临的挑战。给出了近年来多尺度耦合建模仿真方面的新进展,及其在塑性成形过程多尺度响应机理分析及面向高性能的成形工艺设计中的应用,并对其发展趋势进行了展望。     

网栅法检查拉伸件质量

拉伸件的成形过程,视工件的复杂程度而定。拉伸模的设计和制造是否合理,须从拉伸件的各部位,测得材料的变形应力和变形方向,来判定拉伸后是否有破裂或其他缺陷,必要时还得修改模具才能生产出合格的零件。网栅法就是在板材上印制一定的图案,最常用的有方格或圆圈,然后用这种板材作拉伸试验,成形的拉伸件上,因各部位受力不同,图案便相应变形,从而可以清晰地看出各部位的材料是否按预定的方式变形,并可进一步计算出变形应力的大小,判别拉伸件