船用中厚板移动式感应加热成形性实验研究

采用实验的方法,研究了船用Q345中厚板在不同功率、不同加热时间的感应加热热应力成形弯曲角度和曲率半径,研究了15 mm厚钢板多次加热的弯曲角度和曲率半径。结果表明:当钢板没有加热透时,弯曲角度随着加热功率和加热时间的增大而增大,而且增加量越来越小,曲率半径随着弯曲角度的增大而减小;当钢板加热透时,加热线宽度随着弯曲角度的增加而增大,而曲率半径几乎保持不变。随着加热次数的增多,弯曲角度与加热次数成线性增大,功率越高增大速度越快。     

钛合金板料激光曲线弯曲及热辐射对其组织性能的影响

研究了激光能量密度、路径曲率和扫描次数对TC4（Ti－6Al-4V）板料弯曲变形的影响规律,同时,分析了热辐射对板料显微组织和表面硬度的影响。结果表明：（1）存在一个最的能量密度值使板料一次弯曲所获得的的弯曲角度达到峰值;（2）随路径曲率的增加,弯曲角度减小;（3）第一次扫描以后的扫描次数与弯曲角度呈准线性关系。（4）合适的工艺参数不会导致材料显微组织变化,且激光热辐射对材料表面有淬火效应,使加热区材料表面硬度均有所提高。     

单曲率板材激光弯曲成形过程的有限元模拟

利用有限元软件MSC.Marc建立了单曲率板激光弯曲成形过程的热力耦合有限元模型。计算并分析了激光弯曲成形过程中板材内部的温度场、应力场和位移场。此外,还研究了扫描线的长度和单曲率板的初始形状对激光弯曲成形的影响。结果表明:随着扫描线长度的增加,板材的弯曲变形量增大;随着单曲率板曲率的增加,板材的弯曲变形量减小。实验结果验证了模型的可靠性。     

整体壁板的电磁局部加载成形

电磁成形具有冲击载荷大和成形效率高等特点。以2024铝合金板为实验对象,利用电磁脉冲局部加载的新方法对整体壁板的成形进行了一系列实验研究,重点分析了加载间距、放电电压、板厚及约束条件对铝合金板料弯曲变形的影响。结果表明:加载间距、放电电压及板料厚度的合理选取对板料的变形至关重要。板料弯曲程度随加载间距的增大而明显增大且变形轮廓比较光滑,但加载间距不宜过大。板料弯曲程度在一定范围内随放电电压和板厚的增加而增大;约束解除之后,板料变形程度较解除之前有所增大,残余应力对板料弯曲变形的影响比板料减薄作用更为显著。     

板料高频感应热应力成形技术试验研究

文章在分析水火成形和激光热应力成形研究工作基础上,选择了钛板作为研究对象,使用自己设计的试验装置对高频感应热应力成形进行了试验研究,得到了感应加热工艺参数、冷却方式和材料性能等因素对板料弯曲变形的影响规律.结果表明:板料弯曲角度随着电流的增大或线圈移动速度的提高而先增后减;采用水冷方式能够比空冷方式获得更大的弯曲角度;板料弯曲角度随着电流频率的提高增大.     

从力学角度浅谈冲裁间隙对冲裁件质量的影响

<正> 冲裁过程分为弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。当凸模接触板料后,对板料施加压力使之产生弹性压缩和弯曲变形;凸模继续对板料施加压力,刃口切入板料内并把一部分金属材料挤入凹模型腔,刃口区的金属产生塑性剪切变形,同时还伴有金属纤维的弯曲和拉伸变形。随着塑性变形的进行刃口附近的材料内的应力不断增大并产生应力     

激光弯曲成形1Cr17Ni2不锈钢板料应力-应变场有限元模拟

在综合分析材料热物理性能和力学性能的基础上,建立了板料激光弯曲成形的三维热力耦合模型。利用有限元分析软件对1Cr17Ni2不锈钢板的激光单次扫描弯曲过程进行了数值模拟,得到了应力一应变场模拟结果。模拟结果表明,当高能激光束沿板料表面扫描,在板厚方向会产生强烈的温度梯度,致使加热区材料的塑性应变沿板厚方向差别很大,从而导致板料的弯曲变形。     

基于ABAQUS的高强钢板弯曲成形模拟中回弹影响因素的研究

以国际板料成形数值模拟会议(Numisheet2011)上提出的第四个标准考题为研究对象,应用ABAQUS对DP780高强钢板弯曲及回弹过程进行模拟。结果表明:随着网格划分尺寸减小,回弹量逐渐增大,网格密度对板料弯曲回弹量有较大的影响;随着摩擦因数的逐渐增大,回弹量先快速增大,然后缓慢减小。将得到的与试验值相匹配的网格尺寸(2.75mm)和摩擦因数(0.1)应用于板料预变形之后再拉深弯曲过程模拟,结果发现:板料预变形之后拉深弯曲回弹量增大。将模拟值与Numisheet2011会议得到的试验值对比发现,板料弯曲模拟与试验的回弹变化趋势相同,且3个回弹表征量的模拟误差都在10%以内。     

U型钢弯曲成形时圆角部位的应力和应变

为了研究板料弯曲成形时圆角的应力和应变变化规律,首先对U型钢弯曲时圆角部位的应力分布进行了理论分析,分析可知:板料弯曲段圆角处的外层切向应力向中性层逐渐减小,在外表面处达到最大值为1.156σs0;内层的切向应力在内表面最小其绝对值为1.156σs0。采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了模型模拟分析了厚度分别为4和6 mm的板料成形过程,模拟可知:圆角处的应力大小与板料的相对弯曲半径有关;圆角部位的应力值大于屈服强度且小于抗拉强度,说明圆角部位发生弹塑性变形。通过建立板料冷弯成形测试装置对板料圆角部位的应变进行了分析,分析可知:板料成形时圆角处的应变大小与板料的相对弯曲半径有关,应变值随弯曲角度的增大不断增加,离圆角部位的距离的越远,变形减少的越快。     

金属板料预应力成形技术研究进展

金属板料成形的主要特征为材料变形过程中的弹性变形比例大、型面定形性较差,并且传统成形工艺对装备的依赖程度高,为提高金属板料工件的成形精度,降低对工艺装备的依赖程度,研究和完善了金属板料成形技术方法和手段。金属板料预应力成形技术是将板料置于弹性变形状态,再施加热、冲击等外载荷,最终实现板料成形。研究结果表明,预应力成形可降低对工艺装备的依赖程度,相比于自由成形,板料的变形趋势可控;随着预应力加载载荷的增大,板料的变形量增大;预应力成形中施加的外载荷形式可采用激光载荷、蠕变时效、喷丸冲击载荷和激光喷丸冲击载荷等形式。     

模切板刀片复合弯曲成形中的回弹研究

复合弯曲成形是一种高柔性的板料成形工艺。运用有限元方法分析了模切板刀片的复合弯曲成形,对成形过程中的回弹进行了研究。建立了外环转角与弯曲回弹角的度的关系。分析了内环圆角半径与对回弹的影响,对模切刀片的成形具有一定的指导意义。     

宽板U形自由弯曲智能化控制过程的解析定量描述

根据板材弯曲理论,在平面变形假设的前提下,考虑了材料的硬化、各向异性及弹性变形,建立了U形件自由弯曲理论分析模型,对宽板U形件自由弯曲进行了理论分析,得出了弯曲力随弯曲行程变化规律及目标弯曲角计算公式,并对各种影响弯曲力和回弹的因素进行了分析,理论计算与实验及模拟结果进行了比较,为宽板U形件自由弯曲智能化控制中参数识别及预测模型输入层和输出层变量的确定提供了理论依据。     

宽板V型自由弯曲智能化控制过程的解析定量描述

板料在弯曲卸载过程中,由于弹性变形回复,从而产生回弹。回弹的结果使弯曲件的精度降低。影响回弹的因素很多,也很复杂。根据弹塑性弯曲理论,在平面变形假设的前提下,考虑了材料的硬化、各向异性及弹性变形,对宽板V型自由弯曲应力应变进行了分析,得到了弹塑性交界处曲率半径,推导出了弯曲力及目标弯曲角随弯曲行程变化的关系式。理论计算与实验及数值模拟结果进行了比较,为宽板V型自由弯曲智能化控制中参数识别及预测模型输入层和输出层变量的确定提供了理论依据。     

板料的渐进弯曲成形及其研究

介绍了一种板料渐进弯曲成形的方法及其设备,并运用有元元法对板料的渐进弯曲成形过程进行了较为全面的研究,主要分析了渐进弯曲过程中的回弹问题。以模切板刀片的渐进弯曲成形为例,分别建立了外环转角与板料弯曲角,板料弯曲回弹角度的关系。通过控制弯曲成形过程中不同的工艺参数,对渐进弯曲成形过程进行了有限元仿真。     

基于CAE的拉延筋布置对板料成形质量的影响研究

拉延筋是影响薄板冲压成形质量的一个重要工艺因素。基于动力显式有限元分析方法,运用商品化有限元分析软eta/DYNAFORM对拉延筋在方形盒圆角部位的布置进行了数值模拟试验。采用板料厚度的变差作为成形质量的指标,首先比较了圆角处不同形式的拉延筋设置对成形质量的影响;然后调整同种布筋形式下拉延筋线与凹模轮廓线之间的距离,比较了不同位置的拉延筋设置对成形质量的影响;最后,集中研究了圆角部位斜拉延筋线角度变化对成形质量的影响。分析结果表明,不同的布筋形式、位置和角度对板料冲压成形质量均有显著影响。     

Approach for bidirectional laser bending of sheet metal with one-sided accessibility

Laser bending by means of the temperature gradient mechanism (TGM) has so far been limited to bending the free end of a sheet metal strip toward the irradiating laser beam. This investigation aims to present a new approach which, despite one-sided accessibility, allows targeted incremental laser bending in both directions by the TGM and the upsetting deformation mechanism (UM). The method is based on blind holes along the bending line, whereby the bend direction can be determined by irradiating either the blind hole bottoms or the bridges between the holes. The possibility of bidirectional and alternating laser bending is demonstrated.     

Temperature Measurement in Laser Forming of Sheet Metal

Laser forming is a thermal process for the deformation of sheet metal by thermal stress. Temperature distribution is the most important factor for determining the bending angle of the sheet metal. In the present study, the combined effect of the temperature of the workpiece, the temperature gradient between the two surfaces of the sheet, the size of the zone irradiated with laser beam, and the thickness of the workpiece is investigated both theoretically and experimentally. The temperature at the surface irradiated with C0₂ laser and at the opposite surface are simultaneously measured using two-color pyrometers with an optical fiber. The bending angle has been found to increase with the spot diameter and workpiece surface temperature and decrease with workpiece thickness. The work surface temperature can be used as a monitoring signal for the purpose of controlling the bending angle.     

板料弯曲载荷测试用压电式探针测力传感器设计

在弯曲模具成形板料的载荷测试中,普通传感器因信噪比不高、测试空间狭小而可能产生功能失效。根据金属在塑性成形时的应力分布规律,设计了一种压电式探针测力传感器,当探针的一端受到板料弯曲变形对其的挤压作用时,产生的应力沿探针轴向传播,通过测量探针所受载荷,可得到整板的弯曲成形力。为了检验压电式探针测力传感器的性能,特别设计了一副弯曲组合模具,并将压电式探针测力传感器倾斜安装在模具型腔中,测试板料在弯曲成形中所受载荷,经反复试验,并将测试结果与经验公式计算结果进行比对,测试偏差在可接受范围内,结果证明传感器性能是稳定可靠的。     

An Analytical Model for Evaluation of Bending Angle in Laser Forming of Metal Sheets

In this study, an analytical model is developed to evaluate the bending angle in laser forming of metal sheets. The model is based on the assumption of elastic-bending theory without taking into account plastic deformation during heating and cooling phases. A thermal field is first established, then the thermal component of deformation is calculated and it is used in the strain balance to evaluate the bending angle. The basic idea is that it is possible to use a two-layer model whereas the heated layer thickness depends on the effective temperature distribution along the sheet thickness. A comprehensive experimental study is carried out and the main process parameters, i.e., laser power, scanning speed, sheet thickness, were varied among several levels to evaluate the accuracy of the developed model. Model predictions were confirmed by experimental measurements especially on materials with low conductivity. The established analytical model has demonstrated to provide a great insight into the process parameters effects onto the deformation mechanism within pure temperature gradient mechanism and bucking to temperature gradient transition conditions.     

激光正余弦扫描过程中板材的变形行为

板材激光热应力成形是一种利用激光成形工件的柔性成形技术.对于不同的激光扫描轨迹,板材所产生的变形行为是不同的.研究激光成形过程中板材变形与扫描轨迹之间的关系对该技术的应用尤为重要.直线、正弦线和余弦线是三种典型的扫描轨迹规划.本文以板材激光单次扫描成形过程为研究对象,对激光三种扫描轨迹下板材的变形行为进行了有限元模拟,并对模拟结果进行了分析.