球形件胀形过程及厚度分布有限元数值模拟

本文采用大变形刚塑性有限元法成功地模拟了球形件胀形过程，分析了材料参数对胀形件厚度分布的影响，模拟结果与实验结果进行了比较。     

胀形法消减铝合金环形件淬火残余应力研究

针对铝合金淬火残余应力突出的问题,研究了消减铝合金环形件淬火残余应力的方法即胀形法。该方法通过液压胀形机对环形件施加胀形力,使得环形件产生拉伸的效果。采用ABAQUS有限元软件对2219铝合金环形件淬火残余应力及胀形法进行有限元模拟。进行胀形法消减铝合金环形件淬火残余应力工艺试验,采用压痕应变法对环形件的残余应力进行测试。研究结果表明:该环形件淬火残余应力很大,最大值超过300MPa;胀形法可有效消减淬火残余应力,当胀形量为3%时,残余应力幅值降至40MPa以内;试验结果与模拟结果一致。     

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.     

置氢Ti-55钛合金气胀成形模拟及试验研究

采用有限元分析软件MSC.MARC,对不同氢质量分数的Ti-55钛合金进行恒压超塑气胀成形数值模拟。分析不同胀形压力条件下零件的胀形高度分布规律,确定合理的胀形压力。模拟结果表明,在相同的成形时间内,零件的胀形高度随胀形压力的增加而增加。在胀形压力为4MPa时,氢质量分数为0.3%的Ti-55钛合金的胀形高度明显高于未置氢合金和氢质量分数为0.1%的Ti-55钛合金,高径比达到1.56,表现出良好的塑性变形能力。根据数值模拟结果,选取胀形压力为4 MPa下进行超塑气胀成形试验,试验与模拟的胀形高度误差均在9%以内,验证了数值模拟结果的可靠性。     

基于柔性滑动分体式型腔模具的环形件内高压胀形研究

针对具有小半径圆角的薄壁环形件的内高压胀形工艺存在所需内压过大和零件贴模程度差的问题，提出了传统内高压胀形以及基于柔性滑动分体式型腔模具的内高压胀形两种成形工艺。分析了在相同加载路径下两种成形工艺的有限元模拟结果，确定了基于滑动分体式型腔模具的内高压胀形工艺方案为较优方案。采用正交试验探究了进给量、最大内压和保压时间对成形件的胀形高度和最大壁厚减薄率的影响，并对试验结果进行了极差分析，结果表明，进给量和最大内压分别是胀形高度以及最大壁厚减薄率的最大影响因素。对试验结果进行综合分析得到了最优方案，即进给量19 mm、最大内压80 MPa和保压时间1 s。采用最优方案进行了试验，结果显示该方案可成形出合格的零件，测量成形件的壁厚分布并与有限元模拟结果进行了对比，有限元模拟结果与试验结果的壁厚减薄趋势基本相符。     

汽车板材动态抗凹性数值模拟研究

运用有限元数值模拟方法对汽车板材胀形试件的胀形过程及其动态抗凹变形过程进行了模拟 ,研究了胀形试件的动态凹痕变形机理 ,得到了不同参数对胀形试件动态抗凹性能的影响规律 ,为从模拟途径对汽车覆盖件抗凹性的定量评估探索了有效的方法     

多加强肋胀形可行性补充条件及有限元数值模拟

金属板壳件的多加强肋需一次成形,而现有单加强肋胀形可行性条件不能直接用来判断多加强肋能否一次成功胀形。将多加强肋间区域视为反向加强肋,在其许用变形程度比正向加强肋小的前提下,提出了多加强肋胀形可行性的补充条件。建立了单加强肋、近距分布及远距分布多加强肋的3种板壳件模型,运用ANSYS/LS-DYNA完成了其胀形成形的有限元数值模拟。厚度减薄率和成形极限图的模拟结果验证了多加强肋胀形可行性补充条件的有效性。多加强肋之间的距离是决定其能否一次胀形成形的关键因素。     

遗传算法结合有限元模拟对液压胀形加载路径的优化

加载路径对液压胀形件的最终质量有着至关重要的影响。在优化加载路径的过程中,设计变量的取值区间对模拟时间的减少及最优解的收敛有重要的意义。文章根据塑性理论分析,给出了管形件液压胀形过程中弹性变形阶段、塑性变形阶段及贴模阶段的轴向喂入量及内压力的工程计算表达式。选取应力比为优化变量,依据屈服准则,得出了胀形过程中合理的变量区间。利用有限元软件包、优化算法及工程计算表达式,得到了液压胀形最优的加载路径。实验结果和有限元模拟结果一致性较好,该方法为轴对称件的加载路径优化提供了新的思路。     

多加强肋胀形可行性补充条件及有限元数值模拟

金属板壳件的多加强肋需一次成形,而现有单加强肋胀形可行性条件不能直接用来判断多加强肋能否一次成功胀形.将多加强肋间区域视为反向加强肋,在其许用变形程度比正向加强肋小的前提下,提出了多加强肋胀形可行性的补充条件.建立了单加强肋、近距分布及远距分布多加强肋的3种板壳件模型,运用ANSYS/LS-DYNA完成了其胀形成形的有限元数值模拟.厚度减薄率和成形极限图的模拟结果验证了多加强肋胀形可行性补充条件的有效性.多加强肋之间的距离是决定其能否一次胀形成形的关键因素.     

工艺和材料参数对超塑胀形中空洞损伤演变影响的数值分析

利用刚粘塑性有限元技术，采用特定的空洞损伤演变模型，对超塑胀形的空洞损伤演变过程进行了数值模拟，给出了不同工艺参数和材料参数对胀形件内空洞体积分数分布的影响规律。分析结果对超塑胀形实际选材和工艺设计具有指导意义。     

拉形工艺数值模拟软件的前后置处理系统

本文介绍了飞机蒙皮拉形过程有限元分析软件的前后置处理系统ＰＯＰＰＳ。该系统通过建立与ＣＡＤ曲面造型系统接口的方式生成有限元网格,获得了良好的网格质量。采用三维图形库ＯｐｅｎＧＬ实现了具有良好交互性能的图形操作,能对模拟数据场进行云图和等值线显示,对蒙皮的成形过程做连续动画模拟显示,并能进行光照渲染处理、任意连续的旋转、平移、缩放和截取以及对图形上的有关节点、单元、等值云区和等值线进行访问     

材料和目标形状对多点拉形成形精度的影响分析

多点拉形是将整体拉形模具离散成多点模具,可以在一套多点拉形模具上实现不同形状零件的拉形,省去了模具的设计、制造等大量的生产成本,实现了蒙皮件的柔性成形。多点拉形主要适于成形小曲率、大变形的蒙皮件,材料和目标曲面形状都是影响多点拉形成形结果的重要因素。通过对3种材料成形不同曲率半径球形件的多点拉形过程进行数值分析,研究材料和成形件目标形状对多点拉形的影响。结果表明,在成形件中心区域的形状误差小于边缘区的形状误差,拉伸方向的形状误差大于垂直拉伸方向的误差,成形件的曲率半径越小,成形件的形状误差越大。     

钢管张力减径过程的有限元模拟

根据钢管张力减径过程的变形特点,对五机架张力减径过程进行系统建模,利用MARC软件进行三维弹塑性有限元分析,得出了钢管在各机架的变形情况,为预报产品质量、分析产品缺陷提供了依据。     

拉弯矫直理论和带材残余延伸率的计算

介绍弹塑性拉伸弯曲矫直理论的建立和发展,以及拉弯矫直后带材残余延伸率的计算。     

型材2D拉弯数值模拟建模技术研究

型材拉弯成形有限元模拟关键在于型材夹持端运动轨迹的合理描述。对于由力控制的拉弯成形方式, 夹钳运动轨迹很难直接给出。本文探讨了拉伸作动筒的建模技术, 给出了型材2D拉弯数值模拟载荷边界条件的确定方法。应用动力显式有限元软件Pam -Stamp2000对挤压铝合金矩形管拉弯成形过程进行了数值模拟, 模拟结果和实验结果相当吻合, 证实本文提出的拉弯成形数值模拟建模技术是有效的、可靠的。     

板料成形接触摩擦过程的有限元模拟技术研究

本文在分析了板料成形过程接触摩擦问题特点的基础上 ,提出了接触搜索、界面滑动约束、法向接触力以及摩擦力计算等问题的有限元模拟算法 ,建立了板料成形过程接触摩擦问题的有限元模拟模型 ,最后通过数值算例与飞机蒙皮拉形模拟试验结果的比较 ,验证了此模型计算精度及数值稳定性良好。     

动车组司机室外板多点拉形工艺研究

介绍了高速动车组铝合金车体司机室外板拉伸成形新工艺,研究了拉形设备和多点模具相结合的多点拉形技术.对典型零件多点拉形成形过程进行了数值模拟研究,并进行了工艺试验.结果表明,多点拉形技术能够解决新型结构司机室铝合金外板的成形问题,实现外板工件的柔性、数字化制造,解决新型结构司机室的国产化问题.     

用转矩控制提高拉矫线延伸率控制精度的方法

针对冷轧带钢拉矫线延伸率控制精度低的问题,分析认为其主要原因是拉矫线延伸率的控制采用调节拉矫机前后张力辊速度的方法,调速响应慢、滞后严重、超调频繁。为此,在首钢某拉矫线张力辊采用了转矩控制方式,改变了控制思路,提高了延伸率控制精度。     

对拉弯变形规律的探讨

本文研究了拉弯矫直的变形规律和内力与外力的关系,並得出较完整的结论,从而进一步完善了矫直理论。     

型材数控拉弯装备技术研究进展

型材拉弯在飞机、车辆生产中的应用越来越多,但国内对数控拉弯装备的研制远远落后于国外。为了提高国内数控拉弯装备的研究水平,对国内外相关装备技术进行了研究总结。从拉弯基本原理、热拉弯蠕变原理以及多维拉弯原理等3个方面介绍了型材拉弯工艺,然后根据不同的结构形式对拉弯机床进行分类并介绍了相应的典型机床,对拉弯机床数控系统的发展做了分析研究,并介绍了国内外拉弯工艺设计与仿真系统。针对热拉弯蠕变成形工装、多维拉弯装备、自动化装置等,对国内外相关装备做了简要介绍,最后提出了今后数控拉弯装备的发展趋势和研究方向。以上研究和分析旨在为国内数控拉弯装备的开发提供借鉴。