双板件电磁翻边成形效率研究北大核心CSCD

针对电磁翻边成形技术成形效率低的问题,提出了双板件电磁翻边成形技术。在阐明双板件电磁翻边成形原理的基础上,构建了传统单板和双板件两组仿真模型,并从驱动线圈电流波形、磁通密度、电磁力、塑性应变能、成形效率5个方面进行对比分析。结果表明:在相同的放电能量下,双板件仿真模型的塑性应变能比传统单板提高了52.28%;在相同的翻边角度下,双板件仿真模型所需的放电能量仅为传统单板仿真模型两次放电能量的60.60%,能量利用率提高了39.40%。双板件电磁翻边成形技术可使用单个驱动线圈同时实现两个板件的翻边,能够有效地解决电磁翻边成形效率低的问题,促进了电磁翻边成形技术在工业领域的广泛运用。     

基于板料电磁翻边的电磁力分布及成形质量影响

本文针对铝合金板料电磁翻边工艺过程,采用数值模拟方法,研究板料上的电磁力分布特性以及几何参数对电磁力分布的影响规律,并揭示电磁力分布对翻边件成形质量的影响。结果表明,铝合金板料电磁翻边中,预制孔的存在使板料上形成电磁力边缘积聚效应,板料预制孔径和成形线圈内径参数通过改变线圈投影面积比影响电磁力分布;随着线圈投影面积比的减小,电磁力边缘积聚效应更加显著,边缘电磁力密度增大;电磁力分布较均匀时,圆角区材料塑性流动更显著,成形件能获得更高的成形高度与更小的边缘减薄率,变形区厚度分布较均匀,成形质量更好。     

玻璃瓶的电磁成形封接工艺研究

对玻璃瓶的电磁成形封接工艺进行了研究,翻边过程的数值模拟和实验研究表明封接效果对线圈的位置敏感,数值模拟还表明：材料的翻边高速成形类似波的传输过程。对缩管的放电电压、电容等参数进行调节,得出了优化的封接工艺。     

QP980超高强钢翻边性能分析

为满足汽车轻量化需求,以QP980超高强钢为原材料所制车门防撞杆为研究对象,通过仿真和试验分析,对QP980超高强钢车门防撞杆翻边性能进行研究。首先,在UG软件中设计车门防撞杆翻边成形方案;然后,通过经验公式,初步确定成形参数,采用AutoForm软件进行成形仿真,得到最大减薄率和回弹量;接着,分析车门防撞杆翻边成形,并利用响应面法对成形参数进行优化设计;最后,设计翻边成形的试验流程,对仿真分析的结果展开试验验证。结果表明,QP980超高强钢在进行翻边成形时,具有比普通高强钢更好的防破裂能力,回弹缺陷能够通过优化参数得到较好的控制。     

电磁成形翻边过程的研究

对玻璃瓶的电磁成形封装工艺的翻边过程进行了研究,试验表明成形的效果对线圈位置敏感。数值模拟表明：线圈的位置影响成形电磁力大小和分布,翻边的高速成形过程类似波的传输过程。     

车身后盖板外板回弹优化控制

车身后盖板外板型面复杂、成形困难,且局部外轮廓需要翻边以进行焊接连接,在试模过程中发现外板翻边处回弹值较大。通过对后盖板外板成形工艺的分析,结合使用Auto Form进行成形仿真,发现翻边过程中产生的多余材料是引起翻边回弹的主要原因。探究了减小翻边高度和增加翻边豁口对翻边回弹值的影响,结合两种方法提出了减小翻边回弹值的方案:即在不影响焊接的情况下减小翻边高度,并增加3个翻边豁口,通过样件的试制和三坐标测量验证了方案的可行性和仿真结果的准确性。最后在不影响整车功能的前提下通过对零件优化减小了翻边回弹值。     

6063-O铝合金Y型形管接头电磁成形EI北大核心CSCD

基于逆向识别结合平板电磁翻边实验建立6063-O铝合金的Johnson-Cook本构和失效判据,对比分析Y型管分离工序电磁翻边与电磁冲孔翻边复合成形两种方式下的电磁力分布、成形过程及变形特征,表明复合成形能成形出更高的支管并提高成形效率,更为有效地改善壁厚周向分布。在此基础上,进行电磁冲孔翻边复合成形实验,获得成形质量良好的Y型接头,探讨放电电压及管坯厚度对支管成形高度、端部壁厚以及贴模间隙的影响,分析成形支管轴向壁厚分布特征与典型缺陷。     

12×4J轮辐翻边变形分析及工艺改进

将 1 2× 4J轮辐翻边的变形区看作是平面应力状态 ,从翻边高度与初始孔径变化规律及翻边变形区径向应变和轴向应变的变形规律出发 ,探讨了 1 2× 4J轮辐翻边开裂缺陷的形成原因 ,对现有的翻边成形工艺提出了改进方案。     

空调翅片的翻边孔多道次成形模拟

由于采用薄铝箔制造的空调翅片在成形过程中翻边孔孔壁容易出现破裂,且成形道次多通过经验确定,难以合理调整加工参数。采用有限元仿真方法,重现翻边孔的成形过程,分析缺陷的形成原因。建立了铝翅片多道次成形仿真模型,模拟了鼓包拉深工序、冲孔拉深工序和二次翻边工序的过程,并与实际铝翅片的翻边孔进行对比,验证了仿真结果的准确性,最后基于仿真结果探讨板料与模具之间的摩擦系数对成形结果的影响。实验表明,摩擦系数的改变会影响翻边孔成形中的厚度分布、最大减薄率以及翻边孔的成形质量。     

基于数值模拟的汽车后纵梁工艺面优化设计

以某车型后纵梁为研究对象,介绍了该后纵梁成形工艺,并对原工艺面方案产生翻边起皱的原因进行了分析.针对原方案的不足,进行工艺面优化设计,并利用有限元数值模拟仿真软件Dynaform对新方案的拉延、修边及翻边过程进行了模拟仿真.模拟结果与实际生产结果对比,验证了新工艺面方案的合理性和数值模拟的准确性.     

管件电磁冲裁各参数优化的研究

基于安培定理建立了管件电磁成形时径向和轴向电磁力的计算式，并在此基础上讨论了对管件切边时，各电参数的优化，并研究了线圈长度一定时，能够冲出的最小带宽。     

基于变压边力的汽车翼子板成形

采用变压边力加载方式对汽车翼子板的冲压成形过程进行研究。运用Dynaform软件对汽车翼子板的成形过程进行有限元仿真分析。仿真结果发现,恒定压边力下零件发生轻微拉裂,不能满足成形要求。在恒定压边力无法获得满意成形结果的情况下,采用变压边力加载方式对其进一步研究,模拟分析了6种变压边力加载方式下的成形效果,获得了最佳的变压边力加载方式,大大改善了零件的成形效果。将实际拉深成形试模结果与仿真分析结果进行对比,验证了变压边力成形方案的可行性。在最终成形状态下,零件的最大变薄率为25.0%,最大增厚率为8.0%,总体成形质量较好,满足成形要求。研究结果表明,变压边力加载方式能够改善零件的成形效果。     

高温合金凸环管件固体颗粒介质成形工艺

针对某航空发动机高温合金GH3044薄壁管凸环零件的成形难题,采用固体颗粒介质成形(SGMF)工艺,基于管材成形过程的塑性力学分析和有限元数值仿真,优化工艺方案,设计并制造模具,试制合格零件。采用有限元软件ABABQUS平台下的Drucker-Prager模型描述固体颗粒介质所特有的离散性摩擦材料特征,建立成形工艺有限元数值仿真模型、优化管端轴向进给力和介质成形力的匹配关系,得到轴向进给力对零件减薄率、壁厚差以及型面轮廓的影响规律。采用水平分模和弹性进给式模具结构,在单动压力机上实现了合模、轴向进给及介质加载等多动作压制功能。     

大型铝合金曲面零件电磁渐进成形线圈结构优化设计

针对大型铝合金曲面零件电磁渐进成形工艺中板料不均匀变形的问题,基于ANSYS多物理场模块建立电磁场-结构场耦合模型,对成形过程进行数值模拟分析,研究电磁成形线圈结构参数对板料变形行为的影响,包括:线圈层数、线圈匝间距、线圈层间距、导线截面积和导线截面形状。研究表明,线圈层数增加,板料变形均匀性降低,而板料的变形量增大,多层线圈有利于提高线圈的强度和使用寿命;线圈匝间距与导线的宽度越接近,板料均匀变形效果越好;矩形导线截面的线圈相对圆形导线截面的线圈使板料变形更加均匀;线圈层间距和导线截面积对板料均匀变形影响不大,但是合理的结构参数可以提高线圈强度。提出了一种非等间距线圈结构,非等间距线圈产生的电磁场和电磁力是不均匀的,在板料半径1/3处受到的成形驱动力较大,而这种不均匀的变形力,进一步改善了电磁成形中板料的变形不均匀性,电磁成形平板线圈能与变形后的板料较好的贴合,使大型铝合金曲面零件电磁渐进成形能通过多次放电连续均匀塑性变形。通过实验验证了线圈结构优化设计的可靠性,实验结果与模拟结果基本一致,误差在12%以内。     

QP980钢门槛隔板零件翻边成形边部开裂研究

翻边成形边部开裂包含减薄开裂和起皱开裂两种类型。针对某车型QP980钢门槛隔板零件存在的翻边成形边部开裂问题,对开裂零件样板进行基本力学性能检测、零件开裂部位断面研究;基于Auto Form软件对原工艺方案进行了全流程仿真分析,提出坯料优化方案,并从成形、主次应变状态、减薄等方面对新方案进行了评估;此外,对开裂零件的模具状态和修边质量进行现场优化,并对优化后的坯料方案进行现场零件试冲。结果表明:坯料优化后,起皱开裂区域增厚由18.6%降低至10.4%,起皱现象明显改善;优化模具表面状态能有效改善成形后零件表面拉毛情况,减薄开裂区域的开裂现象消除;采用激光切割获得优化后坯料,成形后零件无肉眼可见的起皱及开裂,此外零件边部质量改善明显。通过研究,总结出影响QP980钢门槛隔板零件翻边成形边部开裂问题的主要因素,便于指导后续零件设计及量产稳定。     

汽车零件翻边压弯过程失效分析与解决方案

为解决翻边压弯过程中的失效问题,通过对翻边压弯过程中零件翻边局部的线长变化和变形受力情况的分析,研究了翻边压弯过程中弧长变化的关联因素,指出挤料和开裂缺陷产生的原因是零件局部多料或少料。优化零件的结构和成形尺寸以及分步成形使材料均匀变形是解决零件局部多料、少料的有效方案。在产品设计、制定工艺方案和模具结构设计时,需合理选择和正确运用挤料和开裂的解决方案(或几个方案组合使用)。     

空心双拐曲轴内高压成形加载路径优化的研究

内高压成形技术是一种利用液体作为传力介质，通过控制内压力和轴向推力来达到成形空心零件目的的先进制造技术，在航空、航天、汽车等轻量化领域获得了广泛的应用。管材的内高压成形过程十分复杂，成形结果与诸多因素有关，其中内压力及轴向进给的加载路径及其匹配关系对成形结果影响尤为显著，如何找出诸多影响因素对内高压成形的影响规律并进行合理的优化是内高压成形面临的重要问题。首先利用均匀设计法设计BP神经网络训练样本与检测样本。其次,分析BP神经网络和遗传算法，并进行融合，基于MATLAB语言编写BP神经网络的算法程序及遗传算法程序，对空心双拐曲轴内高压成形加载路径工艺参数进行了优化，得到其最优成形参数。并通过DynaForm软件仿真验证了结果的准确性，从而完成对管材内高压成形加载路径的参数优化，进一步提高了管材内高压成形的成形质量。     

应用JSTAMP／NV的管材液压成形案例仿真

为有效地预测管材液压成形过程中存在的问题,比如：制件在外侧过度减薄和内侧起皱,用JSTAMP／NV对汽车副车架液压成形工艺过程进行有限元模拟分析,得出各工序的仿真结果。应用逆向求解器Hystamp仅需直接指定管坯的尺寸参数、材料和弯曲工艺参数即可自动执行弯曲仿真计算并可在几秒内获取弯曲仿真的结果;应用LS—DYNA执行预成形和液压成形工序仿真的计算,需设定液压成形工序的工艺参数,包括液压加载的曲线和方向以及轴向进给位移。JSTAMP／NV能有效模拟管材液压成形工艺过程并预测成形过程中在变形区出现的屈曲、起皱和破裂等缺陷,可以为工艺试验提供指导。     

基于Kriging模型的翻边成形参数优化

基于数值模拟的参数优化是一个反复迭代的过程,往往要调用有限元模型进行反复迭代,计算周期较长。同时,在翻边成形数值模拟这样的非线性动态大变形分析中,成形优化问题应归为非线性规划问题,其目标函数和约束函数都不能显式的表达,目标函数和约束函数的导数绝大多数为严重的不连续。引用地质学中Kriging模型理论,建立工程问题中的Kriging模型,并介绍了Kriging模型的建立方法;利用对非线性函数的拟合,验证Kriging模型能很好的适应高度非线性的函数;将Kriging模型应用到翻边成形中,进行工艺参数的优化。结果表明,基于Kriging模型的优化,对翻边成形能取得满意的结果。     

飞机凸翻边零件橡皮成形起皱控制方法研究

针对飞机凸翻边零件橡皮成形的起皱问题,利用PAMSTAMP2G软件对凸翻边零件的橡皮成形进行了有限元数值模拟研究。分析了摩擦系数、加载速率以及橡皮硬度对起皱的影响,得到不同的模拟结果及成形参数。采取增加侧压块的方法,通过一系列的正交模拟得出了侧压块的外形设计的参数依据。综合试验和模拟的结果,表明侧压块方法对起皱控制是可行的。