车身制造中的铝合金板热处理-冲压一体化技术

随着能源和环境问题日益严峻,对汽车轻量化的需求愈发强烈,高比强度铝合金板在车身中的应用成为重要发展方向.铝合金板在室温下较低的成形性促使人们将各种成形技术引入到汽车制造领域.本文简述了适用于铝合金板件小批量生产的超塑性成形和板材液压成形等特种成形技术,重点介绍了适用于铝合金构件大批量生产的热处理-冲压一体化技术,包括带中间退火-冲压一体化技术、温冲压、W态下冲压和热冲压,阐明了它们的发展历史和现状,指出铝合金板热处理-冲压一体化技术控形控性的关键,最后比较了不同技术的优缺点,并展望了铝合金板冲压技术未来应重点开展的工作.     

温成形中铝合金板成形极限图的预测研究

在铝合金板温成形数值仿真中,成形极限图是判断材料颈缩失效和评价温冲压成形能力的基础.提出了一种温成形条件下铝合金板成形极限图的理论预测方法.采用曲线拟合方法建立了Al5083-O铝合金板应变硬化指数、应变率硬化指数随成形温度的变化规律;采用M-K理论模型,结合Logan-Hosford屈服函数计算获得温成形条件下铝合金板的成形极限图.计算结果与实验数据吻合较好,证实了温成形条件下铝板成形极限图的理论预测方法是正确的.     

铝合金板料冲压成形的模拟分析

以某客车后围下延伸板为研究对象,运用仿真软件分别对铝合金板和低碳钢板进行冲压成形模拟分析,得到在工艺条件相同的情况下这2种材料成形性的差异,以及获得铝合金成形合格产品的工艺条件。     

基于结构-工艺协同优化的车门外板冲压成形

目的实现铝合金车门外板结构与冲压成形工艺参数的协同优化,解决零件冲压成形时破裂与过度减薄等问题。方法从材料流动与应力分布等角度入手,对车门的尺寸和形状参数进行优化,同时利用有限元分析软件AutoForm来获取一组最优的冲压工艺参数组合,最终通过产品的工厂试制进行验证。结果铝合金车门外板的冲压成形性大幅度提升,解决了车门外板冲压成形破裂等问题。结论研究结果对大型车身覆盖件的结构设计与冲压工艺有重要的指导意义。     

鼓包竖板拉延成形的有限元模拟

简单介绍了铝合金板的冲压成形性能,应用有限元模拟技术,分别采用普通钢板和铝合金6009对鼓包竖板的拉延成形进行了有限元模拟,对比结果,分析了差异产生的原因.应用等效拉延筋,对材料采用铝合金板的模拟结果进行改进,较好地改善了起皱缺陷,最终提出了合理的工艺造型方案,为指导和改进拉延模结构设计提出可靠的理论依据及相关设计参数.同时,为该零件确定了合适的材料.     

气垫式预时效工艺对6016铝合金汽车板性能的影响

利用拉伸试验、硬度测试、杯突实验及差示扫描量热等检测手段,研究了固溶处理后不同停留时间下气垫式预时效工艺对6016铝合金汽车板成形性及烤漆硬化性的影响,并分析其析出特性。结果表明,气垫式预时效工艺可以抑制自然时效的不利影响。固溶处理后室温停放时间越短,气垫式预时效工艺对6016铝合金汽车板冲压成形性及烤漆硬化性的改善作用越显著。固溶处理后室温停放5min的6016铝合金汽车板经160℃×10min的预时效处理后,同时具有良好的成形性及烤漆硬化性,在烤漆过程中析出较多的强化相。     

空调后板冲压成形的回弹翘曲研究

采用CAE分析以及试验相结合的方法,建立加筋后空调后板冲压成形及回弹的有限元数值模型,研究后板在冲压成形过程中的回弹问题,得到加强筋的形状、位置、尺寸等对成形效果的影响规律。提出该后板的加筋设计规范,依据设计规范,加筋后的后板回弹较小,满足实际生产要求。     

基于BP神经网络遗传算法的高强钢成形研究

对新材料DP-780高强钢依据国家标准GB/T228.1-2010进行室温拉伸试验,获得材料的力学性能参数;依据冲压成形极限图,进一步提出冲压成形质量评价指标;针对车身侧围板整个冲压制造工艺过程,对不同的工艺参数设计正交试验,并得到试验数据库;根据BP神经网络遗传算法得到最优参数组合,最后经试验验证,满足成形工艺要求并且与数据库结果相匹配。     

汽车覆盖件冲压成形灰色关联选材法研究

汽车覆盖件形状结构复杂,冲压时经常多发性地产生不同的成形缺陷,为了解决冲压选材问题,分析了以往选材研究的技术思想,通过试验检测冲压板料的性能数据,揭示当前冲压选材中仍然存在的问题,并使用灰色系统理论表征了冲压成形性能的灰色系统性质,提出应用灰色关联分析对覆盖件进行冲压选材的新方法,且针对行李箱盖内板实例性地说明使用这种方法进行冲压选材的决策过程.研究表明,采用本文方法可以解决传统冲压选材中离散性评判冲压板料各种性能指标的问题.     

顶盖内板拉深工艺分析及模具设计

根据顶盖内板的结构特点,分析了零件的冲压工艺性,确定了成形步骤.为获得成形质量良好的零件,以有限元模拟软件Autoform为平台,对零件的拉深成形过程进行了模拟.以模拟结果为依据,指导并详细介绍了各个工序模具的设计要求和整体结构.生产试验表明:有限元模拟结果准确度高,模具设计合理,结构可靠,能保证零件的成形质量,满足批...     

高强钢板冲压成形的回弹规律与工艺参数研究

高强钢板冲压成形的回弹问题在很大程度上制约了其深入应用,合理的工艺是减少回弹的关键和有效途径之一.建立了曲面扁壳件冲压成形的有限元模型,基于正交试验法研究了工艺参数,包括压边力、摩擦系数、板厚以及拉深筋的布置方式对回弹的影响规律,采用普通钢板和高强钢板分别进行了冲压成形实验,并与数值模拟结果进行对比.结果表明,高强钢板冲压成形的回弹较大,但通过合理的压边力和拉深筋布置方式可以实现高强钢板冲压成形回弹的有效控制.     

特大型铝合金锥环的冲压成形

在简要分析了某特大型铝合金锥环原有的铸造-车削制造工艺存在不足的基础上,指出对其采用板料冲压成形的必要性.应用冲压工艺理论,计算出了相应的冲压工艺参数.通过进一步分析确定出了两种合理的冲压成形方案,并巧妙地解决了该特大型铝合金锥环实际冲压时设备行程不足的问题.     

基于弧长法和减薄率判据研究金属镀层的成形极限

用ABAQUS有限元软件结合弧长法对镀层薄板冲压成形进行数值模拟,研究了镍镀层薄板在不同应变路径下的平面应变,得到了镀层的冲压成形极限,并用RG2000型微机控制电子万能试验机结合ARGUS板金成形网格应变测试系统对镍镀层薄板进行冲压成形实验验证。结果表明,用弧长法得到的失稳减薄率可以较好地预测镀层的成形极限,而以微裂纹产生时的减薄率为失稳依据在一定程度上可以满足工程需要。     

硼钢板高温拉伸性能研究

高温冲压成形是一种新的成形工艺,它能大幅提高钢板的成形性能。对硼钢板的热冲压成形性能进行了研究,对不同温度和变形速率下的试样进行了拉伸试验,并利用最小二乘法进行多元线性回归,建立了高温状态下的变形抗力数学模型,为钢板的热成形技术研究的开展提供了科学依据。     

成形极限图的测试、应用和可信度分析

成形极限图通常是通过钢模胀形试验测得，实际测量的成形极限图与ASAME自动应变测试分析系统模拟计算的成形极限曲线吻合较好；应用成形极限图分析冲压零件成形的安全裕度和进行选材预测时，对以平面应变和胀形为主的成形零件具有较高的可信度，而对以深拉延变形为主的成形零件可信度不高。     

5系铝合金车门内板冲压成形及回弹研究

目的 在整体式车门内板上应用质量较轻的5系铝合金材质以达到新能源汽车的轻量化要求。方法 在工艺设计阶段,采用AutoForm数值分析软件及CAE数值仿真分析技术预测零件的成形难点及回弹趋势;分析整体式车门内板的深度,并提出几种改善零件成形性的方案;根据回弹结果对模具型面进行回弹补偿;对模具加工、调试等重要环节进行深度管控。结果 成功解决了零件9个区域的成形问题。对已量产的铝合金整体式车门内板深度进行了对标分析,提出了将零件的深度由171 mm降低至156 mm的方案,经CAE分析验证,铝合金整体式车门内板的合理深度参考值为150 mm。对钢、铝材质的理论回弹值进行了对比分析,计算出铝合金的回弹值为低碳钢回弹值的2.6倍。结论 通过对该门内板整个开发环节进行管控,形成了一套铝合金车门内板成形、回弹控制的模具开发体系;用首样件验证了整套开发方案的正确性,成功保障了该铝合金整体式车门内板的开发。     

差速器行星齿轮闭塞锻造成形工艺优化

运用DEFORM-3D软件对差速器行星齿轮的闭塞锻造成形过程进行有限元模拟，将其过程可视化，对成形中可能产生的缺陷进行预测，以降低工艺试验成本；通过分析模拟结果，为模具的选材、结构的优化提供依据。     

激光选区熔化成形铝合金板与CFRP复合材料层合板螺栓连接结构失效分析方法评估

对激光选区熔化成形(SLM)铝合金板与碳纤维增强树脂基(CFRP)复合材料层合板两列四排沉头螺栓单剪连接件在拉伸载荷作用下进行了数值分析和试验研究。基于渐进损伤法的三维有限元模型准确地预测了连接件材料损伤萌生和演变,对比试验和三维有限元所得钉载比例、极限载荷及失效模式,可以发现,通过拟合SLM铝合金板断裂应变和应力三轴度曲线,编写UMAT子程序引入韧性准则和Hashin失效准则的三维有限元模型预测的连接件失效载荷与试验值误差仅为1.9%,且失效模式均为净截面拉断,两者吻合,此方法可以满足工程精度要求。利用经过验证的数值模型,分别预测了SLM铝合金板和CFRP层合板损伤演变过程,并分析了SLM铝合金板刚度对连接结构失效模式的影响,当SLM铝合金板厚度增大到4mm时,连接结构失效模式由SLM铝合金板净截面拉断转移到CFRP层合板上。     

AA5052板材准静态/动态平面应变成形极限试验研究

为建立磁脉冲辅助冲压成形(EMAS)工艺的有效性,采用准静态平面应变预拉伸和动态磁脉冲成形相结合的方法对5052-O铝合金板材的准静态/动态平面应变状态复合成形极限进行了试验研究.结果表明:准静态/动态复合加载过程能显著改善该铝合金板材的室温成形性;准静态/动态平面应变复合成形极限比准静态平面应变成形极限有显著提高,相似或者略高于完全磁脉冲平面应变成形性,且随着准静态预应变水平的增加,准静态/动态复合变形成形极限变化不大.预变形的存在不会削弱复合成形过程的极限变形能力.     

铝合金发动机罩内板充液成形工艺研究

目的研究铝合金发动机罩内板充液拉深-局部关键特征刚性整形复合成形工艺。方法在Dynaform中建立有限元模型,优化液室压力及加载路径等关键工艺参数,并进行试验验证。结果液室压力及加载路径对充液成形零件质量的影响较大,成形所需的最大液室压力为10 MPa,并且液室压力不宜加载过早,当凸模行程在30~40 mm之间时,进行合理的液室压力加载可较好地成形该铝合金内板件。结论对于文中研究的大型多特征铝合金发动机罩内板,采用充液拉深-局部关键特征刚性整形复合成形工艺更有利于其成形,可得到合格零件。