变截面辊弯成形试验

该文以单轴变截面辊弯成形机为平台,进行变截面辊弯成形试验研究,完成了U型断面3种类型的变截面辊弯成形样件;对样件出现缺陷的原因进行分析,其结论为进一步研究、改进与设计变截面辊弯成形试验提供了参考。     

定模动辊变截面辊弯成形有限元分析

基于ABAQUS/Explicit显示动力模块对DP980高强钢定模动辊变截面辊弯成形建立有限元模型,分析板材成形后的等效应力、等效塑性应变及截面厚度的分布特点,并进行安全校核。获得了轧辊成形力与板材的回弹量,为轧辊设计提供了依据。通过实验验证了定模动辊变截面辊弯成形工艺的可行性及有限元分析结果的可靠性。     

基于有限元模拟的变截面辊弯成形起皱缺陷预测

针对变截面辊弯成形过程中凸弧受压失稳起皱问题,利用改进后的C-B起皱预测准则和有限元仿真技术,计算起皱因子以评价板料凸弧各处起皱发生的难易程度,生成起皱云图以观察材料各部分的稳定状态并预测可能出现起皱的部位。根据此准则,通过正交实验研究板厚、圆弧半径、边腿高度和圆弧圆心角对起皱的影响规律,为修改辊弯成形工艺和模型提供依据。有限元仿真模拟结果与理论推导数据吻合良好,证明了起皱准则的有效性和精确性。     

基于弯曲角度分配函数的辊弯成形研究

针对辊弯成形过程中因弯曲角度分配不合理出现的应变集中,从而引起扭曲、角部褶皱、边角裂纹和撕裂等缺陷,提出优化弯曲角度分配函数的辊弯成形工艺技术,即依据压型板的截面形状选择优化函数参数及确定成形道次。量化型材断面立边端部水平面的投影轨迹三次曲线,利用曲线函数对弯曲角度合理分配,研究板材在成形道次间的最大等效应变,同时研究了不同板材材料对辊弯产品的影响。通过理论模拟和实验验证最优弯曲角度分配函数。板材厚度为1. 0 mm时,6061铝合金成形道次间等效应变最大值比Q235钢低0. 04%,说明板材材料性能对辊弯成形过程有着重要影响。     

基于缺陷控制的DP980高强钢三维变截面辊弯成形有限元仿真

三维变截面辊弯成形时,辊组共轭空间曲线扫出空间曲面时仅能控制该曲线上的一点,存在非控制区,因此造成变截面辊弯过程中底部腹板具有自由变形区,出现成形缺陷。基于双齿条单齿轮轴系结构的三维变截面辊弯成形装备,提出缺陷控制方法,并基于ABAQUS有限元仿真软件,建立缺陷优化仿真模型。针对DP980双相钢材料进行某汽车构件成形全流程有限元仿真,获得板材成形过程中复杂的变形规律、轧辊成形力与回弹预测。仿真结果表明,缺陷控制方法效果明显,成形件质量较好。通过成形实验进一步验证了缺陷控制的有效性,成形质量与仿真结果基本保持一致。     

槽钢辊弯成形过程的有限元仿真

以大变形弹塑性有限元方法为基础．利用MARC软件对槽钢板坯进行了三维大变形模拟，分析了在辊弯成型过程中不同道次辊压所造成的槽钢各部位应变和应力的分布情况．揭示了槽钢在成型过程中金属的变形规律。从而为生产与设计，特别是孔型设计提供了可靠的理论依据．为计算机孔型设计与制造系统奠定了基础。     

抽屉导轨中滑轨辊弯成形工艺及CAE分析

为了获得抽屉导轨辊弯成形合理的工艺参数,针对某一产品的中滑轨,利用理论计算和计算机有限元模拟相结合的方法,进行了分析与计算。结果表明,辊弯成形时需要10道次完成,导轨底部与竖边(S型)的交接处在不同道次上的辊弯角iθ在23°~118°之间。将模拟所得到结果应用到生产实际,可保证辊弯成形的精度要求。     

帽形件链模成形仿真与试验研究

通过数值模拟与成形试验的方法,研究多道次链模成形帽形件的可行性。建立了多道次链模成形帽形件的有限元模型,研究了成形过程中应力、应变的分布情况及发展历程,并估算了各道次机架的工作载荷。基于仿真结果,开发了多道次链模成形试验机,进行了帽形件的成形试验,结果发现,成形过程中未出现圆角破裂,成形效果良好。最后,将试验结果分别与仿真结果和目标形状进行对比发现,虽然腹板区域仍然存在轻微成形质量问题,但翻折角和压深的误差分别被控制在1°和0. 5 mm以下,成形目标基本实现,通过对比既验证了仿真模型的准确性,也说明成形方案的可行性。     

基于RIK硬化模型的柔性辊弯成形仿真研究

针对柔性辊弯成形过程中板材反复加载、卸载的复杂成形工艺特点,采用Fortran语言对ABAQUS用户子程序VUMAT进行二次开发,对考虑交叉硬化效应和包辛格效应的材料非线性旋转运动(Non-linear Rotational and Kinematic,RIK)硬化模型进行有限元程序实现,并利用动力显示ABAQUS/E...     

二斜辊矫直机辊形曲线选择及矫直机理研究

针对棒材二斜辊矫直机单向和双向反弯辊形曲线选择问题,以分段曲率旋转反弯矫直理论为基础,利用MSC.MARC软件对两种辊形曲线对应矫直过程进行建模和有限元模拟,通过对后处理结果中棒材表面摩擦特性、应力、塑性应变、矫直力等参数的对比,较详细地阐明了单、双向反弯辊形对应的矫直机理、矫直过程的特点及各自的优缺点。为验证模拟结果,分别在小型二斜辊矫直试验机上对两种辊形曲线情况下的矫直精度、棒材表面质量及矫直力等参数进行了分析对比,现场试验数据较好地验证了有限元模拟结果。并通过总结模拟和试验结果提出若干以棒材用途和生产成本控制为导向的辊形选择原则。     

Three-dimensional sheet metal continuous forming process based on flexible roll bending: Principle and experiments

To effectively manufacture three-dimensional sheet metal parts with various curvatures produced in small batch quantities, continuous sheet metal forming, a new flexible forming technology is being developed. This process employs an upper flexible roll and two lower flexible rolls as a forming tool, and the shape of a flexible roll can be changed in vertical direction. With the rotation of flexible rolls, the sheet metal is bent in longitudinal and transverse directions simultaneously and is formed continuously. In the present study, the three-dimensional surface of formed part is described by sweep surface based on the characteristic of the forming process and the arc-length parametric equation for describing continuous forming part is developed. The three-roll bending deformation of sheet metal in longitudinal direction is analyzed and the longitudinal curvature equation of the formed part is derived. The shape of flexible roll axis controlled at a number of points is represented by the cubic spline curve and the transverse curvature of the formed part after springback is then calculated piecewise. Typically experiments for forming concave shape surface and saddle-type surface have been performed, the experiment results are measured and analyzed by a binocular stereo vision measurement system, it is demonstrated that the formed surfaces are in good agreement with the desired shapes and the presented equations are useful for the continuous forming process design.     

基于辊式成形弯曲角度分配函数的轧辊孔型优化北大核心CSCD

针对50型螺旋式钢板仓成形设备存在各工位成形载荷不均匀的问题,基于显式动力学对板料成形进行了数值模拟仿真研究。建立了弯角处等效应力与各工位成形载荷的关系;探究了道次间距对板料弯角处等效应力的影响;基于辊式成形弯曲角度分配函数对边Ⅲ各工位的成形角度重新分配,对不同孔型参数的方案进行数值模拟仿真对比。结果表明:道次间距对弯角等效应力的影响较小,边Ⅲ弯角处的等效应力最大;当变动指数κ=-0.4时,边Ⅲ的成形弯曲角度分配较为合理,数值模拟仿真中弯角处等效应力与样机各工位成形载荷的变化一致,各工位成形载荷不均匀的问题得到有效改善。     

惯性效应在板材弯曲成形模拟中的影响研究

研究采用动态显式算法模拟板材弯曲成形时惯性效应的影响,建立了焊管弯曲成形的有限元模型,对其进行了数值模拟分析,并且把模拟结果与试验结果进行了对比分析.研究虚拟冲压速度在板材弯曲成形模拟中的影响,结果表明,当虚拟冲压速度超过一个临界速度时会使系统的惯性效应急剧增大,从而导致模拟结果严重失真.探讨在有限元模拟中板厚与临界速度的关系,结果表明,板材越厚,临界速度越大,在板厚为0.6 mm时,临界速度为1000 mm·s-1,在板厚为5 mm时,临界速度可以达到7000 mm·s-1.     

汽车用高性能3004铝合金板材生产工艺研究

对汽车用3004铝合金板材的生产工艺进行了研究,通过控制合金化学成分,试验研究冷轧工艺路线、退火温度对3004铝合金板材组织与性能的影响,确定了对热卷采用多道次冷轧至成品厚度板材的工艺路线,成品退火制度为340℃(11+1)h。生产出的0.4 mm厚度板材抗拉强度为180 N/mm2～185 N/mm2,伸长率为19.1%～20%,均超过标准规定值及用户的要求值,深冲性能良好,满足汽车用材的要求。     

精密冷弯技术在钣金自动化生产中的应用

随着冷弯工艺技术的进步,冷弯成形截面精度不断提高,可以达到0.02mm～0.04mm。同时,基于冷弯工艺特性,大量高强度、复杂截面型材以及特殊材料型材均采用该工艺技术生产。冷弯技术的广泛应用,给钣金加工带来变革;反之,钣金行业又对冷弯技术提出不少新的课题。     

Stress analysis based on strain measurement in sheet metal laser bending

Laser application in sheet metal bending represents a flexible forming method, which does not require specialized mechanical tools or large external forces. Whereas the required process parameters leading to simple bending geometries can be estimated to some extent by analytical models, for complex structures it is mostly not possible. A sufficient planning flexibility is generally provided by numerical simulation, yet particularly time-consuming if applied to incremental processes. To optimize this, an extended understanding of the material response during laser beam bending is required. Based on in situ strain and temperature measurements an analysis of incremental stress behavior is undertaken at multiple positions on the laser averted surface. For transient temperature recording a thermal camera is used. The surface strains are continuously detected by an ARAMIS-system. To calculate stress values an approach is proposed, which adapts Hook’s law on stress and strain for two-dimensions and which is further enhanced by plastic strain state and temperature changes. An analysis is provided for stainless steel (1.4301) and pure aluminum (EN AW-1050A), as well as for two cooling time periods in-between cycles. The incremental behavior of localized transversal stresses proves to be particularly complex. In contrast, longitudinal stresses approach a recurring incremental behavior pattern after very few initial laser scans. Furthermore, an indication on a material specific evolution of the plastic zone geometry is won.     

集成遗传算法下板料激光弯曲成形工艺优化

将模拟退火的思想引入遗传算法,控制遗传算法的时间,提高运行效率.同时利用混沌优化处理初值,实现全局优化.利用惩罚函数法对目标函数的约束条件进行处理,扩大遗传算法的应用范围.并结合薄板料激光弯曲的例子,与标准遗传算法和神经网络算法进行了详细的比较.结果证明:集成遗传算法得到的工艺参数数值更合理,组合更优化.     

钛合金两轴柔性滚弯技术应用研究

针对钛合金筒形件采用常规滚弯工艺成形时存在的直边长、质量不稳定、加工周期长等问题,选取典型航天产品进行钛合金两轴柔性滚弯工艺验证.试验结果表明:两轴柔性滚弯成形能力强,无需多次滚弯,且得到的工件直边短,单个钛合金筒形件成形周期可控制在1 min以内;两轴柔性滚弯技术中,超弹性材料的应用提高了钛合金成形精度,得到的试验件...     

U形板条弯曲回弹模拟中网格尺寸效应的研究

板料成形数值模拟的准确性在很大程度上取决于对回弹的控制.本文应用DYNAFORM软件就NUMISHEET'93 U形板条弯曲考题进行了数值模拟,重点讨论了网格尺寸效应对回弹的影响,得出了相应的结论.