汽车前梁多道次内高压成形

基于动力显示有限元软件eta/DYNAFORM,以汽车前梁为例,开展了回转拉伸弯曲和模具压弯多道次内高压成形工艺过程数值模拟。结合各种成形工艺下汽车前梁内高压成形极限图,分析其成形质量。在此基础上进行管坯回转拉伸预弯曲和内高压成形试验,给出了典型截面的壁厚分布,并与模拟结果进行了比较。研究结果表明,模拟结果与实验结果相一致。预弯曲成形后,管坯壁厚分布对内高压成形结果中壁厚分布具有一定的影响。多道次内高压成形模拟能够提高内高压成形模拟精度。管坯模具压弯的壁厚分布较回转拉伸弯曲的壁厚分布好,利于汽车前梁内高压成形性能提高。     

内高压成形起皱行为的研究

对内高压成形起皱过程进行了理论分析、数值模拟和实验研究．分析了加载路径、成形区长径比等因素对皱纹数量和工件成形效果的影响．结果表明：不是所有的皱纹都是失效形式，在某些情况下，管料起皱后仍然可以成形，关键是获得有益皱而不是死皱，通过起皱在成形区聚料是一种有效的预成形方法，该方法拓宽了内高压成形区间．     

汽车前梁内高压成形工艺分析

传统汽车前梁的制造一般是板料冲压成形,它的缺点是成形工序多,模具结构复杂。内高压成形汽车前梁具有工艺简单,生产费用低,成形零件强度与刚度高的优点。采用有限元分析方法对汽车前梁内高压成形过程进行了模拟分析,研究了预弯曲形状和内高压压力对零件成形质量的影响。结果表明:坯料形状对零件胀形质量有重要影响,完全预弯成形后零件胀形质量较好;内高压压力过大会使零件破裂,过小会造成胀形不足;当内高压压力为70 MPa时,可成形出质量较好的零件。     

消音管内高压成形焊缝残余应力数值分析

为了探究消音管内高压成形过程中的开裂原因,利用MARC有限元分析软件,模拟了无缝管和焊接管在焊接及内高压成形过程中焊缝附近的温度、应力及壁厚分布情况. 结果表明,无缝管在胀形区会产生560 MPa的周向拉伸残余应力且该区域壁厚减薄率为4%,焊接管在过渡区产生了271 MPa的轴向拉伸残余应力. 轴向拉伸焊接残余应力是内高压成形过程中的不利因素,使焊接管在内高压成形后的轴向压缩残余应力变成轴向拉伸残余应力,导致焊接管容易胀裂. 对焊接热循环曲线和焊接残余应力进行了测量,模拟结果与试验结果吻合良好,验证了模拟结果的正确性．     

圆管受轴压和充液内高压成形极限的理论解析

对管材的内高压成形过程进行理论解析,研究变形过程中材料的应力应变状态,从本质上揭示内高压成形工艺变形过程中的力学规律.研究了管材内高压成形提高成形极限的机理,给出了内高压成形时各应力状态在屈服椭圆上的分布,得出了管坯发生塑性变形时内压与轴向力之间的相互关系.最后,讨论了管材内高压成形过程中材料的变形路径在成形极限图上的范围和控制载荷匹配的基本原则.     

空心双拐曲轴内高压成形数值模拟

应用动态显式有限元法对空心双拐曲轴的内高压成形过程进行了模拟分析,研究了加载路径对内高压成形的影响,指出了在加载曲线中存在着最佳成形区间,成形压力小于20MPa时,管坯产生起皱,成形压力大于32MPa时,管坯发生开裂,只有合理的应用加载路径,成形压力介于20MPa与30MPa之间,使轴向进给量可以正好补偿径向的变形量才能获得壁厚较为均匀的合格零件。     

汽车排气管件内高压成形数值模拟及试验

利用有限元分析软件,对汽车排气管件的压弯和内高压成形过程进行了数值模拟,研究了压弯成形过程中管坯在不同弯曲变形量下的壁厚分布和内高压成形过程中压力加载路径对成形零件壁厚的影响。基于有限元模拟结果,进行了压弯成形和内高压成形实验。结果表明,压弯成形和内高压成形弯曲叠加处最易破裂;通过优化加载路径可避免缺陷,获得壁厚均匀性较好的成形零件;成形实验结果与数值模拟结果一致。     

管材内高压成形产品失效机理分析及对策研究

通过管材对内高压成形过程中产生的起皱、折叠、屈曲和破裂等这几种常见缺陷机理进行深入分析研究,找出了失效原因,提出了较为可行的解决方案,对内高压成形的产品具有实际指导意义。     

不规则四边形截面管件内高压成形数值模拟

以不规则四边形截面管件为研究对象,作内高压成形.基于dynaform软件平台,建立了内高压成形有限元模型,利用该模型研究了内压和轴向进给对不规则四边形管材内高压成形的成形形状、角充填情况及壁厚减薄情况的影响规律,分析了管材破裂和起皱缺陷产生的原因.模拟结果显示,适当减小内压力,同时增大轴向进给量,可以有效地防止破裂的发...     

防锈铝变径管内高压成形过程数值模拟

内高压成形技术具有诸多的优点如零件具有重量轻、刚度好、零件数量少、可减少后续机械加工和组装焊接量及成本低等, 广泛应用于宇航、汽车等工业. 采用数值模拟技术对防锈铝内高压成形过程中材料的合理流动趋势及其对最终成形结果的影响进行了分析, 并与实验结果进行了比较. 结果表明低塑性材料-防锈铝成形过程中皱纹的形成及形状是关键, 影响到成形的结果, 应采用合理的工艺参数来控制皱纹的形成.     

Determination and application of stress-based forming limit diagram in aluminum tube hydroforming

The stress-based forming limit diagram（FLSD） established with limit stress is independent of the strain paths. Compared with traditional strain-based forming limit diagram（FLD）, it is more convenient and practical to use as the criterion of forming limit under complex strain paths. The forming limit of 3A21 aluminum alloy sheet was tested and its forming limit diagram（FLD） was determined. Then the FLSD of 3A21 was constituted by transformation formulas between limit strain and limit stress. This FLSD was used in conjunction with LS-DYNA finite element simulations to predict the onset of fracture and limit forming pressure in tube hydroforming. The results indicate that the fracture often occurs in the transition region between corner and straight side of the tube, and the limit forming pressure is 46.4 MPa. The simulation result agrees with the experimental result, and the FLSD is able to predict the forming limit of tube hydroforming with remarkable accuracy.     

应用韧性断裂准则预测板料的成形极限图

将Oyan韧性断裂准则引入数值模拟预测板料的成形极限图(FLD).讨论了各向异性系数对不同应变状态下准则中各项的影响,通过测定单向拉伸和平面应变拉伸的断裂应变确定了准则中的材料常数.模拟凸模胀形实验得到每一时间步应力、应变值,代入韧性断裂准则预测板料的成形极限.应用Oyan韧性断裂准则预测了铝合金A5182-O和SPCC的成形极限图.模拟结果表明,用韧性断裂准则和数值模拟相结合能成功预测板料的成形极限图.     

A theoretical and experimental study on forming limit diagram for a seamed tube hydroforming

The purpose of this work is to establish the forming limit diagram (FLD) for a seamed tube hydroforming. A new theoretical model is developed to predict the FLD for a seamed tube hydroforming. Based on this theoretical model, the FLD for a seamed tube made of QSTE340 sheet metal is calculated by using the Hosford yield criterion. Some forming limit experiments are performed. A classical free hydroforming tool set is used for obtaining the left hand side forming limit strains, and a novel hydroforming tool set is designed for the right hand side of FLD. The novel device required the simultaneous application of lateral compression force and internal pressure to control the material flow under tension–tension strain states. Furthermore, the suitable loading paths for the left hand side of FLD by theoretical formulas and for the right hand side of FLD by finite element (FE) simulations are calculated. Finally, a comparison between the theoretical results and experimental data is performed. The theoretical predicting results show good agreement with the experimental results.     

板材充液热成形工艺成形极限预测研究

为了对充液热成形工艺下的金属板材成形极限进行预测研究,采用长轴直径为Φ100 mm,短轴直径分别为Φ100,Φ90,Φ80,Φ60和Φ40 mm的椭圆形胀形模具,在4个不同温度梯度为300℃,210℃,150℃和RT(常温),两个不同压力率0.0045和0.045 MPa·s-1条件下进行铝合金板材热态胀形试验.利用相关极限应变计算公式,对试验数据进行计算和整理,标绘出了试验材料拉-拉变形区的成形极限曲线.结合二次多项式曲线拟合方法,计算出了拟合函数中的材料常数,建立了可用于预测金属材料成形极限、标绘材料成形极限曲线(拉-拉变形区)、指导金属板材热态胀形试验的板材成形极限预测模型方程.     

一种建立板料成形极限应力图的新方法

基于塑性理论建立了比例加载条件下双向拉伸应力应变关系,结合Swift分散性失稳准则,提出了一种建立板料成形极限应力图的方法。分别应用Hill 48和Hosford屈服准则以及单向拉伸性能参数,建立了铝合金板(r<1)和薄钢板(r>1)两种材料的成形极限应力图(FLSD),分析表明,不同的屈服准则的选取对于成形极限应力曲线有不同的影响,对于不同类型的材料屈服准则的影响程度也不同。与由通常的成形极限图(FLD)转换所得到的成形极限应力图(FLSD)进行了对比分析,结果表明,所提出的方法计算过程更为简便,并能较为准确地建立成形极限应力图,可以作为复杂加载路径下的成形极限破裂判据。     

管件电磁胀形极限的实验研究

电磁成形可明显提高铝合金的的成形性,因此在汽车工业中有广泛的应用前景。本文根据电磁胀形特点对管件电磁胀形的成形极限进行实验研究,建立了1060纯铝和3A21铝合金的电磁成形极限线,并且研究了尺寸对3A21铝环的极限成形性能的影响。     

基于韧性断裂准则的铝合金板材成形极限预测

为了准确地预测铝合金板材成形极限，将韧性断裂准则引入到数值模拟中。在数值模拟获得的应力应变值基础上，采用简单拉伸试验和数值模拟相结合的方法确定了韧性断裂准则中的材料常数，并应用该韧性断裂准则预测了铝合金LYl2(M)的圆筒件拉深和半球形凸模胀形的成形极限。预测结果与实验值吻合较好，该韧性断裂准则能够预测铝合金板材成形极限。     

法向应力对板料成形极限影响的研究进展

在板料成形过程中应力状态对板料(板材和管材)的成形极限有很大影响,通过对板料施加法向应力可以提高板料的成形极限。文章综述并分析了法向应力对板料成形极限影响的理论模型、有限元模型以及实验研究方面的进展。理论模型方面的主要进展,是根据经典塑性失稳理论和M-K理论,建立了考虑法向应力影响的成形极限理论模型,可以准确地预测法向应力对板料成形极限的影响;有限元分析的主要进展,是在韧性断裂准则的基础上,利用体单元建立了考虑法向应力影响的数值模型;有关实验研究方面只是初步的探索,还有待进行深入的研究;对影响法向应力提高板料成形极限的因素进行了总结分析。     

板料成形极限的理论预测与数值模拟研究

本文针对目前板料成形极限的实验、理论计算和数值模拟方法以及成形极限应力图的研究进展 ,进行了综述与分析 ,提出了通过数值模拟方法预测板料成形极限所存在的一些问题。认为找到一种能够尽量减少对外部条件的依赖 ,从而更本质地反映材料性能的方法。