塑料包覆铝型材拉弯回弹研究

回弹是由卸载过程中内力重新分布引起的,直接影响制件的成形精度。文章针对塑料包覆铝型材拉弯成形过程,对π形状型材等曲率拉弯进行了应力应变分析,用解析法得到了型材的宏观弹性模量,推导了半径回弹公式,并对该截面型材进行了平面等曲率拉弯成形实验,分别得到了解析计算和实际测量的回弹后半径,结果显示了解析半径回弹计算的正确,解析计算和试验值比较吻合。     

角型材转台式拉弯回弹的解析分析(英文)

从理论上对角型材的拉弯回弹进行研究,基于角型材截面应力、应变分布算法建立拉弯解析模型,推导零件卸载后回弹角的计算公式,分析讨论预拉力和补拉力对回弹的影响规律。结果表明:拉弯零件的回弹随着预拉力或补拉力的增大而减小。与试验结果的对比表明,建立的解析模型能够较好地预测角型材拉弯零件的回弹。     

中空铝合金型材拉弯成形工艺研究

拉弯成形工艺具有成形精度高、回弹量小、生产效率高的优点,对轨道列车端顶弯梁进行拉弯数值模拟与成形实验。利用数学解析法计算得到了型材拉弯过程中夹钳的运动轨迹,并定义了型材拉弯过程中典型的成形缺陷。利用有限元模拟对比分析不同选材和工艺参数下成形后零件的应力分布、回弹、截面畸变和空间扭转。研究结果表明:选用ENAW-6005-T4材料可以避免型材拉弯过程中的断裂;采用预拉0.5%和补拉1.5%的加载组合时,型材的卸载回弹量最小;采用1.5 MPa的填充压强可以有效地抑制型材外壁的内凹;改善摩擦条件可以减小成形后的空间扭曲。采用优化后的工艺参数进行了实验验证,测量结果和数值分析规律相吻合。     

变截面型材拉弯成形工艺仿真与优化

根据7075铝合金变截面缘条零件的特征建立有限元仿真模型,研究变曲率型材成形过程中的各项工艺参数对零件拉弯成形时所产生的起皱和回弹等表面质量问题的影响。在等截面与变截面的不同条件下的拉弯仿真工艺参数的选择,会直接影响成形结果。加大拉紧力,可以有效解决拉弯后零件的起皱现象;在相同拉紧力下,减小型材宽度,可以避免型材断裂的问题。增加包覆角度,可以降低拉弯后零件的回弹量,也可以使零件卸载后的相对于模具的位移缩短。工艺仿真与工艺参数的优化可以解决拉弯后零件的起皱和回弹现象,并通过工艺试验对仿真后的结果进行工艺验证。     

铝型材三维拉弯成形回弹预测的理论解析与数值模拟

通过对柔性多点三维拉弯成形工艺原理进行抽象与合理简化,将矩形截面三维拉弯成形过程等效为菱形截面的二维弯曲过程,建立了菱形截面型材回弹理论分析模型;随后建立了矩形截面型材拉弯成形过程及回弹变形的数值模拟模型;基于开发的柔性多点成形装置,分别对比数值模拟和理论解析模型与实验回弹的结果,验证了理论模型的有效性。研究结果表明,理论模型与实验的误差值大于数值模拟与实验的误差值,最大误差值为1.3124 mm,发生在离型材中心最远距离处,且小于目标成形件的最小误差值2 mm。并且理论模型的计算较数值模拟模型更为简单、用时更短,为以后的三维拉弯回弹预测研究提供了理论参考。     

某型轿车门框三维拉弯模具设计方法研究

为减少某型轿车门框的三维拉弯回弹,通过单向拉伸试验,获得了SPCC材料的弹性模量、抗拉强度、屈服强度、应变硬化模量等材料的力学性能参数和真实的应力-应变曲线方程。基于板料弯曲回弹计算,给出了拉弯件内层材料的回弹前和回弹后曲率半径的关系以及回弹半径的表达式。在此基础上,提出将工件形线离散化,计算工件回弹前的形线方法,确定拉弯模形线,并进一步绘制拉弯模外形。根据理论分析结果,设计门框的三维拉弯模具,进行拉弯试验,并得到了合格的工件,验证了该方法适用于拉弯模具的设计。     

基于ABAQUS二次开发的Z型材滚弯回弹预测研究

为根据具体情况建立合适的非对称截面Z型材滚弯回弹本构模型，解决铝合金型材成形过程中波动性较强的问题以及滚弯成形件卸载后不可避免的回弹变形导致的滚弯成形件实际外形尺寸偏离几何设计要求的问题，通过综合考虑型材材料属性、截面几何特征和模型构建等因素，基于材料的各向同性弹塑性本构模型，采用VUMAT显式分析法对型材的动态本构模型进行了二次开发。通过将ABAQUS二次开发获得的回弹预测结果与实验数据、理论数据、内核处理数据和VUMAT子程序数据进行对比，预测了滚弯回弹半径。在相同目标成形半径下，回弹预测最大相对误差从3.34%减小到2.83%。     

复杂截面铝合金型材拉弯成形有限元模拟

本文对矩形管截面铝合金型材拉弯成形工艺进行了研究 ,建立了位移控制拉弯工艺的有限元模型 ,采用ABAQUS软件对几种不同截面的铝合金型材拉弯成形过程进行了数值模拟 ,分析了不同补拉量对型材的截面畸变和回弹的影响以及不同截面形状抵抗拉弯成形时截面畸变的能力。其结果和方法对铝合金型材的拉弯成形工艺具有参考价值。     

5m直径大角度型材框拉弯成形工艺

针对某一运载火箭大角度型材框,对力控制模式下的拉弯成形进行了模拟及试验研究,模拟分析了拉弯力对成形件应力、应变分布及回弹量的影响规律。模拟结果显示,随着拉弯力增加,型材截面内外侧切向应力差减小,回弹和扭翘变形也减小,但不利的一面是变形量增大,零件壁厚减薄率增加,截面尺寸变化加大,综合考虑,选取合适的拉弯力为97.4 k N。试验分析了拉弯力、第1次拉弯包角及补拉量对零件成形精度的影响规律。试验结果表明,拉弯力和补拉量越大,零件的角度、平度及弧度间隙越小,尺寸精度越高。通过试验,得出了优化的拉弯工艺参数,即拉弯力为105 k N,第1次拉弯包角为65°,补拉量为60 mm。在此参数下拉弯,零件淬火后变形程度较小,扭翘现象较小,回弹量较小,成形出尺寸合格的零件。     

塑料包覆铝型材拉伸弯曲实验研究

针对轿车用复杂截面PVC塑料包覆铝型材密封条的三维拉弯成形,采用控制拉伸量的方法,通过选择合理的预拉量、恰当的成形模具截面及型材间填充物,对该截面型材进行了平面和垂直拉弯成形实验,得到了该型材平面和垂直拉弯的半径回弹量。结果显示,垂直拉弯回弹量是平面回弹量的1倍多,实验结果为研制该型材及同类产品拉弯工装模具和工艺参数选择,提供了依据。     

方矩形焊管多规格柔性冷弯成形回弹分析

针对方矩形焊管在冷弯成形过程中的回弹问题,利用COPRA软件进行冷弯成形工艺设计,确定了适用于柔性制造的工艺参数,基于ABAQUS软件建立了8种冷弯成形有限元模型,先后进行显示动力学分析和静力学分析,模拟板材冷弯成形和卸载过程,得到了不同模型各道次的回弹角度,同时,通过单因素分析法研究了板料厚度、侧壁高度和成形宽度对回弹的影响。结果表明:最终成形角相同时,回弹角度呈先增大后减小的趋势;增大板料厚度、成形宽度和减小侧壁高度均会分别导致冷弯成形中各道次的回弹角度减小,且回弹角度与板料厚度成线性关系;在进行弯角二的冷弯成形过程中,宽度方向板材的等效应力基本不变,弯角一不会发生回弹现象。     

异形闭截面型材灌砂拉弯成形有限元模拟

采用数值模拟软件ABAQUS对前弯管拉弯成形过程进行了有限元模拟,分别研究了普通拉弯过程与灌砂拉弯过程中工艺参数对型材成形缺陷的影响.结果表明,所建模型能较好地反映实际情况.在相同的弯曲角度及工艺参数条件下,同普通拉弯工艺相比,灌砂拉弯工艺能较好地减少异形闭截面型材的弯曲回弹量和截面畸变量,这能为实际生产工艺提供参考.     

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PSBPD的T型材拉弯夹钳加载轨迹设计及有限元模拟

基于型材拉弯夹钳轨迹设计及运动仿真系统PSBPD,对一T截面铝型材零件拉弯成形进行夹钳轨迹设计。采用有限元软件ABAQUS,研究预拉率δF和包覆过程变形控制系数k对T型材零件拉弯成形结果的影响。结果表明,增加预拉率或增大包覆过程变形控制系数,均有利于减小零件的回弹量,但前者会引起较大的切向应变,后者则对切向应变的影响较平缓。按照所设计的夹钳轨迹进行T型材零件拉弯实验,将模拟得到的零件回弹量与实验测量结果进行对比表明,有限元预测结果与实验结果吻合良好。     

工艺参数对7075铝合金变截面板时效成形回弹的影响

以典型航空用7075高强铝合金变截面板材为研究对象,通过自行设计的时效成形工装进行时效成形实验,得到工艺参数如时效时间、变截面板宽度、变截面板厚度比对其时效成形后回弹的影响规律。结果表明:在其他工艺参数保持不变的情况下,回弹率随着时效时间、变截面板宽度和变截面厚度比的增加而减小。通过单轴蠕变拉伸实验推导得出本构方程,基于ABAQUS平台建立本实验的有限元模型,对时效成形过程中的等效应力和蠕变应变进行分析,并通过实验验证了建立的有限元模型的可靠性。     

铝合金型材拉弯有限元模拟

型材拉弯成形过程模拟属于高度非线性准静态问题,选择动力显示模块进行数值模拟时,需要考虑模拟分析步时间的敏感性。针对通用的型材拉弯工艺,在模拟分析步时间的敏感性分析基础上,采用ABAQUS/Explicit模块,建立了型材拉弯成形的准静态分析有限元模型。并采用ABAQUS/Standard模块分析预测回弹、侧壁厚度和截面畸变。为验证模拟方法的有效性,采用A-7B数控拉弯成形机完成2024-O铝合金Z型截面型材拉弯试验,测量试验件的回弹量、厚度和截面畸变情况。试验与模拟结果对比表明:补拉伸量对回弹量、厚度和截面畸变的影响趋势一致,其中,回弹量和厚度的平均相对误差分别为13.74%,1.66%。建立的模型能有效地应用于铝合金型材拉弯成形模拟。     

Ni-Cr-W-Mo合金异型件的热旋成形规律有限元分析

基于ABAQUS软件的Explicit/Standard模块建立了Ni-Cr-W-Mo合金异型件热旋成形的热力耦合的三维有限元模型。基于正交试验优选了第1道次的工艺参数,研究该合金的异型件成形、回弹过程中应力场的分布及热旋成形规律。结果表明,芯模转速和圆角半径分别对工件的拉裂和起皱影响最显著,卸载后的回弹对等效应力分布趋势影响较小,使得大部分区域的应力得到了释放;热旋后的实际壁厚值和理论壁厚值有一定的偏差。     

铝型材拉弯成形工艺稳健性优化

以截面为L形状的铝型材为对象,以拉弯件曲率半径为质量目标,基于数值仿真技术和稳健优化技术获取铝型材拉弯成形的优化工艺参数。借助数值仿真技术,采用试验设计方法查明了铝型材拉弯过程关键工艺参数,并且运用随机仿真方法完成了铝型材拉弯成形的最优工艺求解。研究结果表明:影响铝型材拉弯件曲率半径的敏感因素依次为补拉量、预拉量、摩擦条件;所建立的反映关键材料、工艺参数与拉弯件曲率半径之间的响应面方程具有较高的精度;在材料参数和摩擦条件为随机波动的前提下,通过工艺稳健优化方法获得了型材拉弯件可控工艺参数最优解。     

型材三维拉弯成形数值模拟及回弹特性研究

轻量化薄壁三维弯曲结构件广泛应用于大型高端装备制造业当中,然而,受材料性能及复杂目标零件形状的约束,三维弯曲成形件的回弹问题尤为突出。为此,通过对柔性多点三维拉弯成形工艺原理的抽象与合理简化,建立了矩形截面型材的成形过程及回弹变形的有限元仿真模型,基于开发的柔性多点成形装备,利用实验验证了上述模型的有效性。随后,对不同截面形状(矩形、T形、L形)铝型材开展回弹特性研究。回弹预测水平和垂直方向最大绝对误差为0.52和0.36 mm,最大相对误差为14.77%,仿真结果与实验结果基本吻合,且回弹变形的变化趋势一致。在相同材料和调形参数条件下,矩形、T形、L形截面成形件轮廓度误差分别为1.72%,0.84%,0.62%,依次递减,而失去对称几何结构的截面型材截面变形程度依次递增。以上研究成果为实现任意截面形状三维拉弯制件的精确成形奠定了基础。     

型材拉弯数值模拟夹钳边界条件的一种等效模型

拉弯是一种重要的型材弯曲工艺,被广泛应用于汽车和飞机制造业。有效应用该工艺必须了解不同工艺参数如何影响工艺过程和零件最终形状。当前数值模拟是研究这些问题的一种有效手段。然而准确模拟成形过程的前提是准确描述毛料的边界条件。张臂式拉弯夹钳力矩边界条件复杂,在数值模拟中处理困难,为此该文提出了一种位移加载等效模型。利用该模型对矩形中空截面铝合金型材张臂式拉弯过程进行了模拟和试验验证。切向应变、截面畸变和回弹模拟结果与试验结果基本吻合,说明上述夹钳等效模型可行,为后续工艺参数优化提供了基础。