阳极板多道次辊弯成形过程数值模拟

利用有限元软件MAC.MARC,根据按辊弯成形工艺建立的辊花图,对阳极板多道次辊弯成形过程进行了数值模拟。基于动力显示算法,采用刚性辊轮沿板材长度方向运动的方式建立了阳极板多道次辊弯成形有限元模型。分析了成形过程中阳极板的Y向位移、等效应力与等效塑性应变的变化,重点研究了板材成形时等效塑性应变在弯曲角处的变化。结果表明,等效塑性应变的极值主要出现在当前道次所成形的弯曲角位置,且随成形弯曲角度的增大而增大。     

波形板辊弯工艺分析与设计

采用辊弯成形工艺能够获得强度高、性能好、形状复杂和精度较高的工件,而现阶段应用CAD-CAE技术对辊弯工艺的分析较少。本文以辊弯成形工艺生产"U"型槽铝材波形板为实例,应用有限元模拟软件进行波形板辊弯工艺研究,通过设计一系列不同辊型的轧制道次逐步获得所需板料形状。在辊弯成形分析过程中,首先建立1450 mm板材模型,设计出合理的辊弯角度;对辊弯板材进行滚花设计及应变分析;对模拟结果进行描述和分析,并与辊弯成形实验结果进行对比,最终设计出合理的辊弯机组。研究结果表明,采用此辊弯工艺所成形的波形板零件具有表面质量好、尺寸精度高等优点。     

四辊预弯与连续滚弯成形的机理与试验分析

为提高预弯段的成形精度,建立了侧辊位移量与预弯段成形半径的四辊预弯数值模型。采用有限元软件分析了滚弯变形区应力应变场的演变规律、轧辊与板材间的摩擦力对滚弯成形的影响,以及多道次滚弯成形后,板材表面塑性应变场的变化规律。四辊多道次滚弯试验表明,四辊预弯数值模型和有限元模型的成形半径比试验结果小,误差分别为11.2%和6.3%;板材与轧辊间的摩擦力是导致预弯段成形半径小于连续滚弯段成形半径的重要原因;多道次滚弯加工后,预弯段成形半径相对于连续滚弯段成形半径的误差,由单道次滚弯加工时的7.3%降至1.7%,预弯段的成形精度得到有效提高。     

薄壁槽钢零件辊弯成形边波产生机理及影响因素

薄壁槽钢零件辊弯成形容易出现边波,影响其成形质量。通过对U型薄壁槽钢零件辊弯成形过程进行正交有限元数值模拟,分析U型薄壁槽钢零件辊弯成形后的应力应变,研究了薄壁槽钢零件辊弯成形边波产生的机理,分析了零件材料的屈服强度σ_s、辊弯成形道次n、零件翼缘高度h和材料厚度t等因素对辊弯成形边波波动量Δy的影响。研究结果表明,边波产生的机理为零件翼缘部位各点产生了纵向应力和不可恢复的纵向塑性应变,且其大小沿翼缘长度方向(纵向)及高度方向均不相等;各因素对边波波动量Δy的影响程度依次为零件翼缘高度h材料厚度t屈服强度σ_s辊弯成形道次n,随屈服强度σs和材料厚度t的增加边波的波动量Δy减小,随零件翼缘高度h的增加边波波动量Δy增大,随辊弯成形道次n增加,波动量Δy先减小后增大。这为合理设计类似薄壁零件的辊弯成形工艺提供了指导。     

基于弯曲角度分配函数的辊弯成形研究

针对辊弯成形过程中因弯曲角度分配不合理出现的应变集中,从而引起扭曲、角部褶皱、边角裂纹和撕裂等缺陷,提出优化弯曲角度分配函数的辊弯成形工艺技术,即依据压型板的截面形状选择优化函数参数及确定成形道次。量化型材断面立边端部水平面的投影轨迹三次曲线,利用曲线函数对弯曲角度合理分配,研究板材在成形道次间的最大等效应变,同时研究了不同板材材料对辊弯产品的影响。通过理论模拟和实验验证最优弯曲角度分配函数。板材厚度为1. 0 mm时,6061铝合金成形道次间等效应变最大值比Q235钢低0. 04%,说明板材材料性能对辊弯成形过程有着重要影响。     

TA2纯钛板辊弯成形回弹显微机理分析

对TA2纯钛板辊弯成形回弹显微机理进行了系统研究，采用辊弯成形工艺对TA2纯钛板进行了单道次及多道次不同设计角度的冷变形加工。首先，研究了不同设计角度辊弯成形板材的回弹规律，其次，利用显微硬度计测试了辊弯成形样品的显微硬度变化，最后，通过电子背散射衍射实验研究了TA2辊弯成形板材的显微组织、织构和取向差的演变规律。结果表明，在单道次辊弯成形实验中，随着设计角度的增大，回弹逐渐减小，显微硬度逐渐增大，主要原因是孪生参与协调塑性变形，织构强度逐渐增大，变形量增大导致位错密度降低。在终设计角度为30°的辊弯成形实验中，随着道次数的增加，回弹逐渐增大，而显微硬度逐渐降低，孪生现象消失，织构强度逐渐降低，位错密度逐渐增大，这是由变形量递增，反复加载卸载后通过位错滑移产生的弹性回复逐渐增大导致的，这是由辊弯成形所特有的工艺特点决定的。     

地铁用高强度不锈钢弧形板冷弯成形过程的模拟及实验

针对不锈钢弧形板尺寸精度要求高导致成形工艺难度大的问题,以符拉索夫开口薄壁梁理论为基础,推导出符合高强度不锈钢弧形板成形过程中横向变形、纵向变形的能量计算式及弯曲角度的表达式,并编制出成形工艺。以理论计算为基础建立数学模型,模拟弧形板成形过程,根据在成形过程中出现的褶皱、翻边等问题对模型进行修正,增加侧辊,最终获得理想的板形。以成形过程中的轧制力大小及不锈钢弧形板成形后的回弹量;判定理论道次变形量分配的合理性。对合作企业的冷弯成形机组进行改造,依据最优仿真结果进行实验,反复修正后的工艺模型能顺利辊弯出高强度不锈钢弧形板产品,而且机组的轧制力能稳定,成形后的回弹量较小,产品质量满足用户精度要求。该研究对形成最优成形工艺,提高辊弯质量和精度具有重要指导作用。     

辊弯成形中成形力的理论分析和有限元仿真

基于板料为幂次强化材料模型的假定,根据外力做功与板料变形所消耗的内功相等的原理,建立了辊弯成形的理论分析模型,得出了成形力的数学计算公式,分析了各工艺参数对成形力的影响趋势。为了验证理论计算的有效性,建立了辊弯成形有限元仿真模型,对U型材的辊弯成形过程进行了有限元仿真计算。结果表明,成形力的理论计算结果和有限元仿真数据吻合良好;采用成形力计算公式的计算结果与现有文献中的实验测试数据符合程度较好。     

三辊滚弯成形过程的回弹研究与试验分析

回弹是板材滚弯成形过程中一种不可避免的现象,直接影响着板材的加工精度。为了提高三辊卷板机板材回弹后的成形质量,建立了三辊回弹理论模型,预测了板材回弹后的滚弯成形半径;利用ABAQUS仿真软件分析了滚弯变形区的应力场分布,分析了上辊下压量、轧辊与板材间的摩擦力以及多道次滚弯成形对板材回弹的影响规律;通过多道次滚弯试验进行了验证。试验结果表明:随着上辊下压量和摩擦系数的增大,板材回弹量的下降趋势逐渐趋于平缓;多道次滚弯加工降低了板材回弹时的波动,提高了回弹均匀性,板材的成形质量随之提高;相较于多道次滚弯试验,三辊回弹理论模型的最大误差为8.4%,有限元模型的最大误差为6.7%,都具有较高的精度。     

新能源汽车底盘后上摆臂多道次锻造自动化模拟计算

某新能源汽车底盘后上摆臂采用30MnVS非调质钢进行多道次锻造生产,工艺流程长、研发周期长。为提高锻造工艺的研发效率,采用数值模拟的方法对辊锻、制坯、预成形、终成形等主要成形道次进行了计算。采用JMatPro计算30MnVS非调质钢的力学性能参数,再利用DEFORM前处理自动化程序,对多道次锻造进行自动化模拟计算。通过分析各道次的宏观成形及温度、损伤、等效应力与等效应变场结果,预测可能产生的缺陷,得出各道次成形过程中的相对最优运行速度。通过对比实际产品的成形效果和缺陷,验证了模拟的可靠性。证明了采用JMatPro计算材料参数及锻造模拟自动化的可行性,该方法可以进一步提高锻造工艺的研发效率。     

有限元法模拟分析比较变截面U型材辊弯成型的立辊成型和平辊成型

利用有限元分析通用软件MSC.Marc对变截面U型材辊弯成型进行仿真模拟分析。本文对变截面辊弯成型仿真采用轧辊轴向加工技术(代替法向加工技术),对角度连续变化的变截面U型材分别进行立辊加工和平辊加工成型模拟分析。得出结论揭示了平辊加工和立辊加工对变截面型材在90°折弯变形时产生的影响,对实际生产具有一定的指导意义和参考价值。     

激光复合织构焊管轧辊模具成形有限元模拟与试验研究

目的提高焊管成形质量,为激光复合织构轧辊模具产业化提供试验依据。方法通过数值模拟方法模拟焊管轧辊成形过程,获得不同摩擦系数组合下板料成形应力应变和径向厚度数据,并获得最优模具表面织构方案,为轧辊模具表面织构处理提供依据。依据数值模拟结果,运用激光表面织构技术对辊子模具表面进行复合织构加工处理,开展激光复合织构模具和未织构模具成形对比,并对成形件进行残余应力、应变、边缘减薄率等检测分析。结果数值模拟结果表明,下辊边缘区域应为减摩区,上辊边缘区域应为增摩区;应对下辊边缘区域进行激光微织构减摩,上辊边缘区域进行激光毛化增摩。成形试验结果表明,试验结果与数值模拟结果基本一致;与未织构模具相比,激光复合织构焊管轧辊模具优化了成形件的应力应变分布,降低了板厚边缘减薄率(5.06%),提高了成形件的均匀性(3.9%),成形件边缘区域形成了残余压应力。结论激光复合织构焊管轧辊模具相比未织构模具,可显著改善成形件的边缘稳定度和成形质量。     

基于厚板的三辊滚弯成形数值模拟及优化

滚弯成形由于结构简单、加工效率高而被广泛用于工业制造领域.首先,介绍了三辊滚弯技术的成形原理,借助几何模型对成形半径和上辊压下量之间的关系进行推导;然后,使用有限元分析软件ABAQUS对三辊滚弯成形的圆形截面工件进行数值模拟,从模拟结果分析了成形过程中的板材应力分布以及成形半径大小.鉴于板材加工过程中无法避免的回弹现象...     

动力显式有限元法辊弯成形全流程仿真技术研究

辊弯成形是大位移、大转动、有限应变的过程,具有复杂的非线性特征,成形规律难以通过传统“试错法”把握。为避免成形缺陷,降低开发成本,采用有限元法对辊弯成形进行全流程仿真,可以准确预测辊弯成形过程中应力-应变分布与变化规律,辅助工艺设计与产品开发。采用动力显式算法,可以缩减计算规模,避免隐式算法的迭代收敛问题等限制,容易实现大规模并行计算,减少计算时间。通过对槽型件的辊弯成形进行全流程仿真实例,验证了该方法的有效性。     

重载汽车前轴成形数值模拟分析

采用DEFORM-3D对重载汽车前轴精密辊锻-模锻成形过程进行三维有限元热力耦合模拟,逐步分析整个成形过程中的金属流动情况、温度场分布、应变场变化等,为模具设计及设备选取提供理论依据。     

工字钢孔型设计专家系统的研究

本文研究了工字钢孔型设计专家系统设计思想和实现方法，重点讨论了知识获取，知识表示、知识推理等建立工字钢孔型设计专家系统的关键技术。并开发出了工字钢孔型设计专家系统软件，能独立完成孔型设计，进行孔型设计优化，得到满意解。     

开发中的冷弯成形新技术

冷弯成形具有成本低、可加工复杂截面的型材等优点,所成形的冷弯件在汽车、家具和建筑等领域的应用逐年增长。近年来,随着汽车行业对工件轻量化和安全性要求的不断提高,具有独特的高生产效率、高成材率优点的改进冷弯成形新工艺应运而生。本文主要介绍了最新研究的5种冷弯成形工艺,包括三维成形技术、非等厚辊弯成形技术、分枝辊弯成形技术、局部加热成形技术、热辊弯成形技术。前3种新冷弯成形工艺充分利用冷弯成形中逐道次成形的工艺特点,丰富了冷弯件的截面形状,打破了冷弯件的等截面、等厚度的固有概念。剩下两种新冷弯成形工艺直接改变了冷弯成形工艺在常温下成形的传统概念,使高强钢材料在冷弯成形工艺中应用范围扩大。     

排辊成形工艺参数化设计系统集成开发技术

排辊成形是利用若干组小排辊将带钢续弯卷成管筒的一种辊式成形工艺,是制造焊管的重要加工技术。现代的排辊成形工艺设计涉及到CAD,CAE和知识管理等多个方面的技术,技术平台的集成至关重要。本文以Visual Basic为开发平台,利用Visual Basic与ACCESS数据库、MATLAB与ANSYS的接口技术,将参数设计、有限元模拟和知识管理集成,开发了直缝焊管排辊成形工艺设计系统。通过该系统可以实现直缝焊管排辊成形过程的工艺参数管理、机组的轧辊设计、花型设计、工艺参数设计以及CAD/CAE建模仿真。该平台可以为工程人员进行直缝焊管工艺设计提供重要参考。     

韧性断裂准则在超高强钢辊弯成形工艺中的应用

对某牌号的超高强钢进行拉伸、弯曲、V型件辊弯成形试验,对比常用的6种韧性断裂准则,得出这6种韧性断裂准则均不能给出一个适用于板料各种工艺下断裂的固定临界值。根据辊弯成形工艺特点,采用Brozzo韧性断裂准则,预测相对弯曲半径R/T=2下的超高强钢辊弯成形的破裂现象。预测结果与实验结果表明,Brozzo韧性断裂准则可以应用于超高强钢辊弯成形中。     

国内外冷弯成型研究最新进展

介绍了近年来冷弯成型研究在冷弯成型力学、实验分析技术、有限元分析技术等方面取得的进展,及在冷弯成型计算机辅助辊型设计（ＣＡＲＤ）方面进行的大量工作,并指出国内ＣＡＲＤ工作存在的问题和应采取的对策。