基于正交试验的螺旋叶片冲压成形模拟优化研究

以ABAQUS/Explicit有限元软件为平台,以搅拌机螺旋叶片为研究对象,建立螺旋叶片冲压成形的三维有限元模型,并对叶片板冲压成形进行了数值模拟。依据成形仿真试验结果,用正交试验法对冲压模拟参数与冲压成形模拟精度之间的关系进行了分析和优化,为提高成形模拟精度提供了合理的依据。     

基于ABAQUS曲底槽型件热冲压成形模拟分析

在超高强度钢板热冲压成形工艺中,能准确预测板料的温度场与模具的受力状况,对工艺制定与模具的优化具有重要意义。通过ABAQUS模拟软件建立塑性体热力耦合有限元模型,对热冲压过程进行模拟仿真,分析板料与模具的温度场以及模具所受的作用力。研究结果表明:板料转移时间控制在10 s内较好;在成形过程中,制件法兰与侧壁部分温度分布均匀且基本一致,制件法兰与侧壁部分的温度低于制件底部部分的温度;为保证模具强度,凸模圆角处及底部、凹模入口圆角处及底部的冷却水道直径及密度应较小,并且应适当增大水道与底部表面的距离。     

基于正交试验法的冲压工艺优化及数值模拟研究

以某汽车仪表板支架为研究对象,采用正交试验对成形工艺最优参数组合进行分析及数值模拟研究,结果表明：采用正交试验进行工艺优化,可快速获得最优工艺参数组合,减少数值模拟次数,提升工艺设计效率,并推测出关键工艺参数对成形结果影响权重。     

筒形件毛坯热冲压成形过程数值模拟

针对某厚壁深孔筒形件,借助三维有限元模拟软件Deform-3D,对其成形的压型、冲盂和拔伸等3个工步进行模拟,分析得到各工步变形特点。结果表明,压型即将结束时载荷急剧升高,坯料底部转角处和凸台未完全充满,未充满部位在冲盂工步即将结束时得以充满;冲盂时凸模端部以下一部分锥形金属由于受摩擦作用不参与变形,随凸模刚性下移;拔伸过程坯料筒壁受轴向拉应力,润滑不良或变形量大时,筒底容易受拉变形,筒壁容易发生缩颈。     

基于正交试验法的托架冲压成形模拟分析与优化

本文基于正交试验法,利用有限元分析软件Dynaform,对某型托架冲压过程进行数值模拟分析。通过设定压边力、摩擦系数、冲压速度、板料尺寸和模具间隙等5个因素,参照五水平正交试验表对25个不同组合进行试验,并以减薄率、增厚率以及侧壁破裂情况为三个评定指标,结合综合平衡法对托架零件冲压性能进行数值模拟并找出影响托架表面质量的主要因素。最后,对上述参数进行优化,从而得到较高表面质量的托架。本文在相同类型产品加工过程中减少失稳起皱、破裂,改善零件表面质量方面提供了一定的理论基础。     

热冲压模具冷却系统数值模拟研究

分析了计算流体力学模拟方法中模具冷却系统传热过程的流固耦合方法和第三类边界条件法的计算量和准确度,发现两种方法的模拟结果接近。前者可以准确地反映冷却水管内的流速及温度分布以及模具内的导热过程;后者仅分析模具的导热过程,计算模型简单、耗时短,是一种比较高效的近似模拟方法。通过分析热冲压模具内的传热机理可知,模具内的导热热阻是整个传热过程中的主要热阻。     

基于数值模拟的U形件热冲压工艺参数研究

保压结束后的温度分布对高强钢热冲压零件的组织性能至关重要。以U形件为例,建立热冲压有限元模型,通过基于数值模拟的正交实验讨论了热冲压工艺参数板料成形初始温度、冲压速度、保压时间、摩擦系数对保压结束后U形件最大温差的影响。结论指出:保压时间对保压结束后U形件最大温差的影响显著,延长保压时间可显著降低保压结束后U形件的最大温差;板料成形初始温度显著水平次之;冲压速度与摩擦系数影响较小。同时确定了优化工艺参数组合。在此基础上进行了U形件热冲压试验,模拟结果与试验结果基本吻合,U形件温度变化趋势基本一致,验证了数值模拟的正确性与可靠性。     

连续热冲压中热物性参数的研究

以U形件热冲压为例,通过数值模拟、正交试验和函数拟合研究了连续热冲压中模具温度的变化规律以及模具导热率、工件与模具间接触换热系数和冷却水对流换热系数对模具温度的影响。结果表明:连续热冲压U形件时,模具温度在波动中上升,达到热平衡时,波动幅度不再变化。模具温度越低,对工件淬火越有利。增大模具导热率与冷却水的对流换热系数可以降低模具温度;增大工件与模具间接触换热系数,模具温度上升,U形件冷速呈抛物线变化,通过计算可以确定接触换热系数的合理取值范围。     

大型封头热冲压过程数值模拟

大型封头作为压力容器的关键部件,其尺寸的精度与形状压力容器的性能有着重要的作用。本文采用试验与模拟相结合的方式分析了封头冲压后的应力,应变分布,以及工件各处的厚度变化情况。     

基于正交试验的冲压成形工艺参数多目标优化

以某车型的前隔板为研究对象,通过三维建模软件设计工艺补充面和压料面,借助有限软件对其成形工序进行模拟分析.将数值模拟和正交试验设计相结合,采用多目标优化方法优化前隔板零件成形工序的压边力和各段拉延筋阻力系数,得到优化的参数组合为压边力F=500 kN,拉延筋阻力系数K1=0.4,K2=0.4,K3=0.3,K4 =0.6.极差分析表明,对最大减薄率影响最大的因素为拉延筋阻力系数K2,对最大增厚率影响最大的因素为拉延筋阻力系数K3.实验结果表明,采用优化后的参数得到实际成形零件无拉裂缺陷且零件厚度满足要求.     

基于Deform的热成形冷却系统优化

以22Mn B5高强度钢U形件为例,建立B柱热冲压有限元模型,并通过Deform-3D软件对热冲压过程进行数值模拟。设定保压结束后U形件的最大减薄率以及最大温差作为评价指标,基于数值模拟和3因素5水平正交实验方法,分析了在多指标因素不同水平下冷却系统参数对保压结束后U形件的最大减薄率以及最大温差大小和分布规律的影响,获得参数的优化组合:冷却管道直径为Φ8.5 mm,两管道孔中心间距为30 mm,管道孔中心与模具型面距离为13 mm。通过热冲压实验,得到保压结束后U形件的最大温差为124.5℃,最大减薄率为4.73%,验证了优化参数组合的有效性,为热冲压模具冷却系统设计优化提供了理论参考。     

基于正交试验的畚斗冲压成形工艺参数优化

针对曲面冲压件畚斗冲压成形过程中易起皱和拉裂的问题,采用弹塑性有限元法,利用Dynaform模拟分析,对畚斗成形过程及影响成形质量的5个主要工艺参数进行模拟和正交试验优化,获得了最佳工艺参数组合,最后利用试验对数值模拟结果验证。结果表明,优化结果与试验结果吻合较好,对冲压工艺设计有指导意义。     

汽车前防撞梁的热冲压成形数值模拟与试验

采用LS-DYNA软件,对汽车前防撞梁的热成形工艺进行数值模拟分析,计算了在两种摩擦条件下热成形过程中零件的温度场、应力场、减薄率和FLD,预测了零件的成形性能.根据模拟结果开发了热成形模具,冲压出热成形前防撞梁零件,将数值模拟结果和试验结果进行对比,两者基本吻合,变化趋势相同.结果显示,摩擦状态对热成形工艺的成形性能影响较大.     

基于正交试验法的车用侧墙板冲压成形工艺参数分析

在CAE技术的基础上,通过正交试验研究了车用侧墙板冲压成形过程中压边力、摩擦条件、拉深筋、模具间隙4种主要的工艺参数对零件成形质量的影响,通过统计技术对零件成形性能数据(最大减薄率和变形不充分性)进行了极差分析,在正交试验结果的基础上分别对最大减薄率和变形不充分率进行工艺参数优化.研究结果表明,4种工艺参数中压边力对侧墙板零件减薄率和变形不充分性的影响最为显著,由正交试验得到的优化方案能有效地减小最大减薄率和变形不充分性.     

基于正交试验的车顶盖板冲压工艺参数模拟研究

针对车顶盖板冲压成形后局部最小厚度和最大厚度能够反映材料开裂和起皱的趋势,通过正交试验和AutoForm冲压模拟软件相结合,采用单因素试验和正交试验,以厚度变化量为评价指标,研究了压边力、冲压速度、摩擦系数、凸凹模间隙和拉深筋宽度对厚度的影响规律。采用极差和方差分析,确定了各因素影响的主次顺序以及不同因素对厚度影响的显著性,获得了最优冲压工艺参数,最后以实际生产出的实物模型进行验证。结果表明:厚度变化量随着各因素数值的增大而逐渐降低;各因素对最小厚度影响的主次顺序和选取的数值为:冲压速度1500 mm·s~(-1)、摩擦系数0.15、凸凹模间隙0.63 mm、拉深筋宽度18 mm、压边力200 kN。     

某汽车发动机罩内板冲压成形数值模拟及试验

针对某汽车发动机罩内板件,通过工艺分析确定其成形工艺,并建立成形过程的有限元模型,对其进行全工序的数值模拟。根据数值模拟结果对发动机罩内板件的板料进行了优化,该零件最初采用矩形板料拉延成形,通过数值模拟优化,最终确定采用材料利用率较高的弧形板料。采用弧形板料得到该零件的材料利用率从原来的46.69%提高到50.92%。有限元软件的模拟结果与实际试模情况进行比较,得出模拟结果和实验基本吻合,验证了本文建立的有限元模型的正确性。     

高强钢板热冲压工艺中的相变模拟

热冲压技术可以有效缓解高强钢板成形件起皱、开裂等缺陷,在汽车行业中得到广泛应用。文章以固态相变原理为依据,将流体动力学引入到热冲压工艺中,建立了热-流-力-相多场耦合平台,分析工艺参数对成形件组织分布的影响。结果表明,空冷后成形件马氏体含量随保压时间、水流速的增加而升高,获得马氏体含量充分的成形件的临界保压时间为13s。成形件组织分布不均,底部马氏体含量最少,法兰马氏体含量最多,试验结果与模拟结果吻合较好。