板料弯曲成形性能的有限元模拟研究

介绍了以Pro/E为模具结构设计平台,利用有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA的前处理和求解模块对板料的弯曲成形过程进行数值模拟,分析了板料的弯曲性能,研究了弯曲半径对板料弯曲成形质量的影响,利用LS-PREPOST后处理器查看结果,得出应力应变曲线,为板料成形性能的检验提供了依据。     

板料弯曲载荷测试用压电式探针测力传感器设计

在弯曲模具成形板料的载荷测试中,普通传感器因信噪比不高、测试空间狭小而可能产生功能失效。根据金属在塑性成形时的应力分布规律,设计了一种压电式探针测力传感器,当探针的一端受到板料弯曲变形对其的挤压作用时,产生的应力沿探针轴向传播,通过测量探针所受载荷,可得到整板的弯曲成形力。为了检验压电式探针测力传感器的性能,特别设计了一副弯曲组合模具,并将压电式探针测力传感器倾斜安装在模具型腔中,测试板料在弯曲成形中所受载荷,经反复试验,并将测试结果与经验公式计算结果进行比对,测试偏差在可接受范围内,结果证明传感器性能是稳定可靠的。     

辊式弯曲模的设计与试验研究

分析了卡车横梁U形底盘弯曲成形时划伤产生的原因,对传统弯曲模结构进行改进,开发了一种新型辊式弯曲成形模。该模具将传统成形时板料与模具之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦,避免制件成形时拉痕的产生。介绍了模具设计时的思路和技术要点,对模具成形原理进行了数值模拟和试验验证,最终制造了该模具。实践证明,该方案切实可行,能够有效地避免横梁类制件成形时产生拉痕。     

基于响应曲面法的波形弹簧片冲压工艺参数优化

以汽车离合器波形弹簧片作为分析对象,利用响应曲面法对冲压成形工艺参数进行优化。通过中心设计组合法及弯曲成形模具得出板料成形高度的响应值,建立了工艺参数与成形高度之间的二阶响应面模型,研究得知工艺参数对板料成形高度交互式影响的顺序依次为:弯曲半径与冲压速度、模具间隙与冲压速度、弯曲半径与模具间隙。将模具间隙、弯曲半径以及冲压速度作为设计变量,以板料成形高度作为优化目标,结合Design Expert软件对响应曲面模型进行优化,通过分析得出优化的冲压工艺参数:弯曲半径为22.13 mm,模具间隙为1.01t mm,冲压速度为2699.47 mm·s-1,成形高度的响应值为1.782 mm,经过工艺参数的修正,成形高度的试验值为1.72 mm。然而相比于正交试验得出的成形高度优化值1.65 mm,响应曲面法在波形弹簧片冲压成形工艺参数的优化中更具优越性。     

板料多次弯曲成形回弹的数值模拟研究

对金属板料多次弯曲成形回弹的数值模拟方法进行研究,分析并解决了模拟过程中出现的板料与模具的干涉和各次弯曲间模拟结果的数据传递等问题。通过金属板料的二次卷圆试验并与数值模拟结果比较,模拟结果与试验结果基本相符。采用的有限元数值模拟方法可提高预测板料多次弯曲成形后回弹量的准确度。     

基于数值模拟的弧形件板料弯曲回弹补偿研究

提出了一种基于数值模拟的板料弯曲回弹控制方法.以弧形件弯曲件为研究对象,在ABAQUS软件中进行弯曲成形过程和回弹过程模拟,得出预测回弹值,并结合回弹补偿原理进行模具型面的修正.实例结果表明,该方法可以有效地实现板料弯曲回弹控制,具有工程和科研实用价值.     

汽车前梁多道次内高压成形

基于动力显示有限元软件eta/DYNAFORM,以汽车前梁为例,开展了回转拉伸弯曲和模具压弯多道次内高压成形工艺过程数值模拟。结合各种成形工艺下汽车前梁内高压成形极限图,分析其成形质量。在此基础上进行管坯回转拉伸预弯曲和内高压成形试验,给出了典型截面的壁厚分布,并与模拟结果进行了比较。研究结果表明,模拟结果与实验结果相一致。预弯曲成形后,管坯壁厚分布对内高压成形结果中壁厚分布具有一定的影响。多道次内高压成形模拟能够提高内高压成形模拟精度。管坯模具压弯的壁厚分布较回转拉伸弯曲的壁厚分布好,利于汽车前梁内高压成形性能提高。     

U型件回弹控制模具补偿法的研究

回弹是板料冲压成形过程中一种常见但不易解决的问题,在U型件成形中回弹更加明显.模具补偿法是实际生产中常用的控制U型弯曲件回弹的方法,该方法的使用目前仅仅停留在经验的层次上,很少有文章从理论上对该方法做出阐述.根据回弹理论推导U型件弯曲时,模具补偿半径R1与弯曲凸模圆角半径R′0的计算公式,并设计了相应的补偿模具对公式进行实验验证.实验结果表明,计算公式具有较好的精度,按计算公式对模具参数进行取值可以有效地控制回弹,对实际生产具有一定的借鉴作用.     

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。     

基于模具补偿法的U型件回弹控制

在板料冲压成形过程中,回弹是一种常见但不易解决的问题,在U型件成型中回弹更加明显。模具补偿法是实际生产中常用的控制U型件回弹的方法,但仅停留在经验的层次上。根据回弹理论推导U型件弯曲时模具补偿半径R1与弯曲凸模圆角半径R0’的计算公式,并设计了相应的补偿模具对公式进行验证。实验结果表明:该计算公式具有较好的精度,按该计算公式对模具参数取值可以有效地控制回弹。这一结论对实际生产具有一定的借鉴作用。     

双曲率飞机整体壁板压弯成形有限元建模(英文)

为了建立压弯成形工艺的有限元模型,提出一种特殊的模拟过程和一种基于压弯线坐标的上下模边界条件计算方法。实现了双曲率飞机整体壁板七道次压弯成形工艺的模拟并且可以较好地模拟真实的生产过程,本建模方法可用于此复杂成形工艺的研究。分析了应力和应变分布,揭示了成形工艺的变形机理。通过进行定量的比较,得知七道次压弯成形的成形精度和表面质量较好。     

FEM modelling for press bend forming of doubly curved integrally stiffened aircraft panel

In order to establish an FEM model for aircraft integral panel press bend forming process, a special simulation procedure and a calculation method for the punch and die boundary condition based on the bending line coordinates were proposed. The simulation of a seven-step press bend forming process of doubly curved integrally stiffened aircraft panels was realized, and it could well simulate the real fabrication process, so that it could assist in studying this complicated forming process. Stress and strain distributions were analyzed, which reveals the deformation mechanics of this process. With quantitative comparisons, it can be concluded that forming quality of the seven step press bend forming is quite good, considering both the forming precision and the surface quality.     

FEM equivalent model for press bend forming of aircraft integral panel

An original plastic equivalent model was proposed to solve the problem of excessive FEM simulation time when designing the press bend forming path and optimizing the process parameters of press bend forming of the integrally stiffened aircraft panels. Based on the in-depth analysis of the mechanics of the bending and springback of the detailed model and the equivalent model of the integral panels, the plastic equivalent model of the virtual material with special initial yield stress and hardening coefficients was constructed. FEM results indicate that the objective of getting the similar contour with the same press bend forming path is achieved with the error less than 6%, and the efficiency of FEM simulation is improved by more than 80%. The plastic equivalent model is valuable and essential for the further research on the press bend forming process of large scale complicated integral panels.     

一种改进的Lemaitre断裂准则及其在弯曲成形裂纹预测中的应用

针对弯曲成形中的裂纹缺陷,应用Lemaitre韧性断裂准则,同时考虑应力三轴度,最大主应力比,以及塑性应变对损伤的影响,对Lemaitre准则进行改进,有效预测了弯曲成形中金属板料的成形极限。以7075-T6铝合金为研究对象,模拟得到该合金板材的裂纹产生条件,获取改进的Lemaitre准则材料参数,确定破裂阈值。对6 mm厚7075-T6铝合金板材进行三点弯曲实验,并观察其金相组织。对其产生裂纹时的压下量与断裂准则所得的理论压下量进行比较,验证了改进后断裂准则对裂纹预测的准确性。通过对比产生裂纹时的压下量,结果表明,改进后的Lemaitre断裂准则所得理论压下量为9.7 mm,与模拟和实验结果一致,证明改进后的Lemaitre准则对弯曲成形裂纹预测具有一定的准确性。     

G115钢热压弯成形工艺试验研究

分析了电站典型管件热压弯头、热压三通及热压封头的变形特点,其中热压三通的变形率最大,可达38％.并对G115钢热压弯成形进行了仿真模拟,结果可涵盖变形最为严重的情况.进而设计了热压弯工艺试验,研究了不同成形温度、道次和冷却方式对成形的影响,并对试样进行了外观检验、渗透检验、硬度检验和微观组织观察.通过热压弯工艺试验研究...     

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...     

矩形管多点压弯成形截面畸变的数值分析

基于有限元分析软件ABAQUS,建立了矩形管多点压弯成形三维有限元模型,对比分析了矩形管整体压弯和多点压弯的截面畸变,研究了矩形管多点压弯成形时摩擦系数、管壁厚度、弯曲半径对截面畸变的影响。结果表明:矩形管多点压弯的截面畸变量略大于矩形管整体压弯的截面畸变量,且最大畸变率小于10%;摩擦系数对截面畸变影响较小;管壁越厚,截面畸变越小;弯曲半径越大,截面畸变越小。成形实验验证了矩形管多点压弯成形的可行性。     

成形速度及载荷对高强钢板回弹影响的研究

回弹问题一直是高强钢板弯曲成形的难点。本文基于伺服压力机对成形速度、载荷以及滑块行程的可控性,通过控制高强钢板弯曲成形过程中的成形速度、载荷以及滑块的行程位移,在试验的基础上探讨了成形速度及载荷等工艺条件对高强钢板弯曲回弹的影响,并通过ABAQUS有限元软件进行了相关的成形模拟。研究结果表明,随着成形载荷的增大回弹量明显减小,多次折弯可有效减小回弹。另外,成形速度和凸模保压时间对回弹影响不大。因此,在伺服压力机工作环境下,可以通过精确控制成形载荷以及折弯次数来控制高强钢板弯曲回弹量。     

伺服成形技术及其若干发展动向

伺服压力机是近年来塑性成形领域最重大的创新之一,将伺服压力机以及基于伺服压力机的成形工艺统称为伺服成形技术.简要介绍了伺服成形技术的特点和目前的应用情况,重点论述了该技术当前的若干发展新动向,包括伺服压力机设计方法的研究、新型功能部件和储能技术开发、滑块运动路径设计与优化、伺服成形机理及成形过程的数值模拟、智能制造中的...     

载荷控制下的弯曲回弹和全塑弯曲力的确定

采用自制的1t伺服压力机研究了载荷控制下的板料弯曲回弹和弯曲力与弯曲阶段的对应关系;基于Abaqus平台,分析不同弯曲载荷下板料几何中性层应力-应变的变化,建立了全塑弯曲力的力学计算模型。对全塑弯曲力下的理论回弹值和试验回弹值进行了对比,分析发现两者较好的吻合,表明全塑弯曲力计算公式是准确可靠的。