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。     

板料成形接触摩擦过程有限元模拟

在对板料成形过程中的接触摩擦进行有限元模拟时，为了取得可靠的计算结果，需要准确地描述模具与板料之间的动态接触状态。本文在全面分析成形中板料与模具接触边界动态变化的基础上，结合ABAQUS有限元分析软件给出了模型的几何描述、接触算法选择及应用VFRIC用户子程序来进行接触摩擦模型的建立等具体方法。并通过具体实例，证明了这些方法应用于板料成形过程的接触摩擦分析的可行性。     

工艺参数对板料成形性能的影响

传统上，人们对于工艺参数对板料成形性能的影响的认识只是定性的。利用板料成形的计算机数值模拟技术，可以定量地考察各种工艺参数对板料成形性能的影响。     

变速拉深影响B340/590DP板料成形性能的机理分析

为了研究冲压成形中变速拉深影响板料成形性能的机理,分别建立了拉深过程中的虚功率方程和有限元分析模型。研究结果表明,主变形区的等效应力、等效应变速率、板料和模具之间的摩擦以及法向应力是影响拉深成形性能的主要因素,而变速拉深通过降低主变形区的等效应力、等效应变速率和板料与模具间的摩擦,影响板料的拉深成形性能。进一步通过拉深实验,对比了不同成形速度下的成形状态和成形零件质量,验证了理论分析和有限元模拟的正确性。成形过程中合理的变速能够降低总变形功,从而提高板料的拉深成形性能。变速机理分析为变速成形的应用提供了理论基础。     

板料成形参数对拉深成形性能影响的正交分析

运用正交实验设计方法对影响成形性能的压边力、凸凹模圆角半么、润滑剂性能等4种因素进行了比较试验，找出了影响成形性能的4种因素的主次顺序。     

冲压速度对双相钢B340/590DP拉深成形性能的影响

运用数值模拟和拉深实验研究了不同冲压速度对双相钢B340/590DP板材拉深极限系数的影响。数值模拟显示,随着冲压速度由10 mm·s~(-1)增加到60 mm·s~(-1),0.8 mm厚的板料减薄率由11.473%增大到16.638%。相同工艺参数的伺服压力机对板料进行拉深实验的结果表明,冲压速度大于60 mm·s~(-1)时,易在成形中出现拉裂现象,数值模拟有限元模型得到的成形极限性能与实际拉深实验数据有较好的一致性。对滑块的运动速度轨迹进行控制的拉深成形模式下,拉深深度超过10 mm时再调高冲压速度,可以减少拉裂、起皱等缺陷。在伺服压力机的使用中合理地设置初始和后续成形速度,能提高拉深成形的极限速度,从而提高加工成形效率。     

板料成形过程模具圆角摩擦测试实验装置的研究

板料成形研究中的一个难点是如何采用实验方法定量测定板料成形过程中板料与模具之间的摩擦系数.通过对板料成形时的变形特点进行分析,提出一种新的板料成形过程模具圆角摩擦测试实验方法,并研制出相应的摩擦测试实验装置.该实验装置考虑了板料成形时周向收缩、厚向增厚的变形特点,能够在线测试出室温和加热状态下板料成形过程模具圆角处的摩擦系数.摩擦测试结果表明,所研制的摩擦测试装置具有灵敏度高、可重复性好、使用方便的特点,为深入研究板料成形过程中摩擦系数随工艺参数的变化规律提供了实验手段.     

输入参数对板料成形有限元分析的影响

主要介绍了提高板料成形有限元分析计算效率的几种方法,并通过实验研究了虚拟速度对有限元分析结果的影响。     

B340/590DP钢温热成形破裂准则提出及成形极限预测

针对B340/590DP双相钢在强塑积较高的温度区间150℃~300℃内变形时应变硬化指数n、强化系数K等材料参数随变形温度和应变速率变化波动较大、规律性不强的特点,采用分段双线性插值方法,提出了综合考虑变形温度、应变速率及应变路径影响的B340/590DP双相钢温热成形应力-应变模型和韧性破裂准则。并借助有限元仿真技术,通过比较不同变形路径下的仿真结果与胀形实验结果,修正仿真模型及韧性破裂准则中与应变路径相关的系数,获得其与应变路径系数r的函数关系。最后,将应力-应变模型和破裂准则引入DYNAFORM软件预测板材的温热成形极限,预测结果与实验结果吻合较好,验证了所建模型和破裂准则的正确性。     

HC340/590DP钢板激光焊可行性分析

HC340/590DP双相钢在氧化性介质中具有优良的耐蚀性能和高温力学性能,其塑性和韧性较高,且不可淬硬,焊接性能较好。通过分析其化学成分、力学性能和焊接性,利用激光焊技术的1k W激光发生器、激光头、光学系统、机器人、控制系统、夹具系统和外围周边集成等组成的系统进行大量试验、检测及焊接过程控制,确定焊接参数为:焊接速度40 mm/s、功率1 k W、光斑直径0.6~0.8 mm,获得的焊接接头既能焊透又不塌陷,表面成形较好,熔宽合适,确保试件的焊接接头性能满足实际需要,达到生产化的目的。     

TRIP590板料渐进成形失效研究11,2111

通过胀形试验和以沟槽法为基础获取普通板料渐进成形极限图的方法,分别获取TRIP590板料的传统成形极限图和渐进成形极限图。为了直观地比较TRIP590板料在不同成形方式中具有的成形性能以及验证获取的渐进成形极限图是否满足于TRIP590板料成形,设置了变角度圆锥台和变角度方盒进行验证。两组试验证明:TRIP590板料在渐进成形中的成形性能远强于传统成形,并且获取的线性方程为ε2=0.525 4ε1+0.989 1的渐进成形极限图也适用于TRIP590板料的成形。     

半圆拉深筋参数与DP590钢板后续性能的预测分析

高强钢板通过拉深筋后会出现塑性降低、提前破裂问题,严重影响板材后续成形,因此进行冲压模具设计时不能忽视高强钢板变形不同阶段成形性能的变化。利用正交试验研究了拉深筋结构参数对DP590高强钢板后续成形性能的影响,通过方差分析揭示了各因素对指标的影响规律,结合试验数据回归分析方法,建立了拉深筋阻力、DP590板后续成形性能与拉深筋结构参数对应关系的预测方程,根据预测方程及方差分析结果,总结了DP590高强钢板的拉深筋结构参数设计原则,为DP590高强钢冲压成形质量控制、工艺调整及有限元数值模拟计算中等效拉深筋的设置提供了参考依据。     

利用神经网络技术对板料成形摩擦系数进行预测

针对板料拉深成形过程中摩擦系数较难确定的客观情况,结合人工神经网络所表现出来的良好特性,提出了一种将神经网络技术、数值模拟技术相结合,通过建立摩擦系数与板料成形厚度的非线性映射关系来反求摩擦系数的方法。实践证明,该方法是可行的。     

本钢汽车用冷轧双相高强钢DP590的研发

介绍了本钢集团公司生产双相钢DP590的工艺流程、化学成分设计、冷轧连退工艺等关键工序的确定原则,并通过对成品金相组织和综合性能的检验分析及产品的使用情况,验证了设计开发的合理性和可行性。     

DP590镀锌钢板电阻点焊熔核形成过程温度场数值模拟

基于SORPAS软件,对1.4 mm厚的DP590镀锌钢双层板电阻点焊熔核形成过程进行了数值模拟,并对比不同焊接参数下熔核尺寸的模拟值与实测值。结果表明,在电极压力4 k N、焊接电流8.4 k A、焊接时间20 cyc参数下,最高温度在两钢板接触界面处,峰值温度为1 808℃;模拟了DP590镀锌钢板电阻点焊过程中形核的不同阶段熔核附近温度场分布情况,得到了钢板和电极的峰值温度随时间变化曲线;随着焊接电流的增加,熔核尺寸呈现逐增加的趋势,模拟结果与实测结果吻合,但在小电流条件下以及大电流飞溅条件下,模拟值与实测值误差仍较大。     

A study on the influence of friction evolution on thickness changes in sheet metal forming

In this paper previous study on the influence of frictional contact effects on velocity field [2], is extended to the case of blank thickness variation with respect to some parameters characterising the friction evolution law. The algorithm presented can be used in sheet metal forming for the thickness distribution optimisation.     

板料成形摩擦特性的实验研究与有限元分析

采用MPX-2000盘-销式摩擦试验机研究了边界润滑条件下滑动速度与界面载荷对304不锈钢与SKD11模具钢之间摩擦系数的影响。运用Matlab软件对实验数据进行处理分析,得出摩擦系数随滑动速度与界面载荷变化的规律,建立了基于滑动速度与界面载荷的变摩擦系数模型。并对典型U形件进行了实际冲压实验与有限元仿真,比较了定摩擦系数模型和变摩擦系数模型的回弹预测结果与测量值之间的误差。分析结果表明:滑动速度为30.615~44.22 mm·s~(-1)时,304不锈钢与SKD11模具钢之间的摩擦系数随滑动速度的增加而逐渐减小;界面载荷为2.038~4.076 MPa时,摩擦系数随界面载荷的递增而递减,且随着载荷的增加,摩擦系数减小的趋势逐渐变缓。采用修正后摩擦模型的回弹预测结果与测量值之间误差较小,预测精度较高。     

CR340/590DP����ԭ�ϼ��⺸����֯������̽��

试验对CR340/590DP热轧原料钢激光焊接组织性能进行探讨。采用激光焊机进行焊接试验,使用扫描电子显微镜观察焊缝组织,焊接接头组织为柱状晶粒,遵循凝固理论。焊缝组织为先共析铁素体、下贝氏体和低碳马氏体,热影响区为块状铁素体和少量珠光体,焊缝有较好的强韧性。使用维氏硬度计对焊缝的力学性能进行测试:在垂直于激光焊接焊缝方向呈现3个区域,为焊缝区,热影响区和基体;在平行于激光焊接焊缝方向上,焊缝中心区域硬度无明显变化。利用杯突试验进行焊缝的深冲压性能测试,首次破裂出现在基体上。对焊后接头中容易出现的气孔缺陷进行分析,探讨缺陷产生的主要原因和有效的防止措施。