考虑包辛格效应的高强钢U型件冲压回弹规律分析

回弹问题限制高强钢的广泛使用。数值模拟预测高强钢回弹的精度很大程度上取决于所应用的材料模型是否能对材料的包辛格效应准确描述。本研究旨在将力学解析方法、数值模拟技术、响应面分析法综合应用于高强度薄钢板U型件冲压回弹的预测中。基于考虑包辛格效应的材料模型实现高精度模拟预测回弹,随后利用理论解析方法结合有限元模拟与响应面法分析压边力、摩擦系数、模具圆角半径对回弹的影响规律。结果表明,摩擦系数较小时,板料的回弹程度随压边力的增大而减小;而摩擦系数较大时,板料的回弹程度随压边力的增大而增大。选择合适的模具圆角半径可以显著减小零件的回弹量。     

基于Dynaform的高强钢U形件回弹影响因素研究

基于有限元理论与选定的回弹角度判定标准,采用Dynaform软件探究了汽车U形件在弯曲成形过程中压边力、摩擦系数、板料厚度和凸模圆角半径对回弹的影响。研究结果表明：回弹角度随板料厚度增厚而降低,随凸模圆角半径增加而增加,随压边力增大先增大后减小,随摩擦系数增加先增大后减小。不同因素对回弹影响程度并不相同,在选定参数范围内板料厚度因素影响最明显,压边力次之,摩擦系数略低于压边力,凸模圆角半径影响最小。     

基于Dynaform的L形件弯曲回弹有限元分析

以L形件为研究对象,根据板料成形特点及回弹规律,利用Dynaform软件对L形件冲压成形进行了回弹仿真试验。依据回弹仿真试验结果,用正交试验法对冲压参数凸凹模圆角半径、板材厚度、压边力和摩擦系数与L形件冲压回弹之间的关系进行了分析。结果显示,凸凹模圆角半径、板材厚度、摩擦系数对L形件的冲压回弹有显著影响。当弯曲工艺参数处于合理范围内时,L形冲压件回弹量随凸凹模圆角半径增大而增大;随板料厚度的增大而越小;随摩擦系数和压边力的增大,回弹角先增后减。     

工艺参数和材料性能对板料成形回弹的影响

分析总结了数值模拟中模拟参数（有限无算法、单元类型、材料模型、本构方程、积分点选取、接触和摩擦法则等）对回弹模拟精度的影响。对一细长支腿零件的工艺成形过程进行了数值模拟,研究了工艺参数及材料性能参数（压边力、凸模圆角半径、凸凹模间隙、板料厚度、摩擦系数、材料硬化指数）对工件回弹的影响。回弹角随凸模圆角半径和凸凹模间隙的增大而增大,随压边力、扳料厚度、摩擦系数和材料硬化指数的增大而减小。     

先进高强钢帽形件链模成形数值模拟

建立了QP1180先进高强钢帽形件链模成形的ABAQUS/Standard有限元模型,对成形及回弹过程进行了模拟。分析了先进高强钢等截面帽形件链模成形的不同参数,包括上下模具间隙、法向接触方式、摩擦系数以及材料塑性定义方式,对底板圆角处最外层单元的最大主应变及与帽形件端部截面回弹形状的影响。结果表明,上下模具间隙与摩擦系数对帽形件底板圆角处最外层单元的最大主应变有显著影响,且该区域最大主应变随上下模具间隙的减小而增大,随摩擦系数的增大而增大;上下模具间隙、材料塑性定义方式以及摩擦系数对帽形件端部截面回弹形状具有较明显的影响。     

成形工艺参数对U形件回弹影响的仿真分析

针对U形件弯曲回弹问题,在Abaqus软件中建立6061铝合金薄板U形件拉延成形二维有限元模型,使用Numisheet’ 2011会议回弹测量方法和成形极限图缺陷判据,研究U形件成形过程中单工艺参数对回弹量的影响,通过L_9(3~4)正交试验获取U形件回弹控制最优工艺参数组合。结果表明:不改变其他成形工艺参数,U形件回弹量随着凸、凹模圆角半径或拉延深度的加大,总体呈上升趋势,随凸、凹模间隙值的减小总体呈下降趋势;U形件回弹量随"凸模-板料"摩擦因数的增大而增大,随"凹模、压边圈-板料"摩擦因数或压边力的增大而减小;成形工艺参数影响U形件回弹量的主次顺序依次为"凹模、压边圈-板料"摩擦因数、"凸模-板料"摩擦因数、凸、凹模间隙值、压边力,以优水平工艺参数组合A_2B_3C_1D_3进行成形模拟,U形件法兰端部最大位移偏移量为0.84 mm,回弹控制效果明显。     

工业纯钛TA1板冷变形过程分析及回弹研究

钛变形时回弹较大,易制约成形件的精度。本文采用有限元数值模拟结合试验对TA1工业纯钛板进行V形件塑性变形及回弹研究。试验采用高速摄像系统进行钛板成形过程的图像采集,并利用三维激光测量技术对成形后零件进行回弹分析。最后,采用有限元分析和正交试验方法,研究了冲压速度、模具间隙、圆角半径和摩擦系数对纯钛TA1板塑性成形的综合影响。结果表明,工业纯钛板材变形过程中回弹值随圆角半径增大而增大,随模具间隙和摩擦系数的变化呈波动现象,随冲压速度增大先减小后增大。     

高强钢板冲压回弹影响因素研究

基于ISO-CD24213/2006方法,以回弹角作为回弹值,运用Dynaform对高强钢板的冲压成形及回弹进行数值模拟,分析了板料厚度、板料宽度、压边力、拉延筋及材料性能等因素对回弹值的影响.研究发现:较小压边力下回弹值随板料厚度的增加而减小,较大压边力下则先增大、后减小,且随着压边力的增大回弹值显著减小;此外,减小板料宽度、合理布置拉延筋、选择屈服强度较小的材料均可减小回弹值.     

基于不同U形弯曲冲压工艺的高强度钢板回弹实验研究

基于自行设计制造的回弹实验模具,针对帽形件进行了大量的实验研究与分析,比较了HC420LA、HC420/780DP和QP980这3种不同性能的高强度钢板在不同U形弯曲成形的冲压工艺及不同成形状态下的回弹规律,为实际生产和设计提供理论指导。结果表明:任一冲压工艺下,HC420LA钢的回弹都远小于HC420/780DP钢与QP980钢;帽形件侧壁回弹在自由弯曲成形工艺下最小,法兰边回弹在中间预压料弯曲成形工艺下最小,而带压边力弯曲工艺下的回弹始终最大;随料厚的增加,3种高强度钢板的回弹不断减小,但料厚为1.4 mm的QP980钢进行中间预压料弯曲成形时,回弹呈反向增大的趋势;3种高强钢板的回弹随凸凹模间隙的增大而增大,180～280 kN压边力区间对HC420/780DP钢和QP980钢影响较小,而板料法兰边回弹随弯曲角度的增大而增大。     

基于ABAQUS的高强钢矩形件拉深成形工艺的研究

以矩形拉深件为研究对象,利用ABAQUS有限元分析软件对高强钢矩形件拉深成形过程进行了数值模拟,揭示了模具间隙、凹模圆角半径、摩擦系数和压边力这四个工艺参数对高强钢矩形件拉深成形性能的影响规律,并利用正交试验对这四种工艺参数组合进行了优化,得到了较优的方案。研究成果能为模具设计提供理论基础。     

工艺参数对AA5754铝镁合金板料成形的影响

AA5754铝镁合金板料是汽车工业中使用最为广泛的材料之一,它的成形性能与钢板有着本质的不同.采用有限元数值模拟技术,通过对带法兰圆筒形件进行数值模拟,着重分析了摩擦系数、压边力、相对凹模圆角半径以及相对凸模圆角半径四个主要工艺参数对从5754铝镁合金板料成形性能的影响.并与ST16钢板的成形性能进行对比,得出在相同工艺参数条件下,AA5754板料成形性能不如ST16钢板的结论.     

基于响应面法的DP800高强钢冲压回弹工艺参数优化

以U型零件为研究对象,依据中心组合试验设计方法进行试验,对U型零件冲压进行数值模拟,获得不同工艺参数下的回弹量。基于响应面法获得不同工艺参数影响下U型件的回弹量的响应模型,研究了摩擦系数、压边力以及板料厚度对DP800先进高强钢冲压回弹量的影响规律,并对各个回弹参数的响应模型进行了优化。多目标优化结果表明:对于DP800先进高强钢,采用NUMISHEET'93标准考题的U型件模型,在摩擦系数为0.2、压边力为100 k N左右、板料厚度为2 mm时,或者摩擦系数为0.1、压边力为20 k N、板料厚度为2 mm时,可以达到最小回弹量。     

发动机内盖板拉延成形的数值模拟及参数优化

汽车覆盖件拉延成形的结果会受到很多因素的影响。针对汽车发动机前内盖板的拉延成形过程进行数值模拟,并利用田口方法,以减小板料厚度的最大减薄率为目标,对摩擦系数、压边力和拉延筋的凸筋高度及凹筋的圆角半径4个参数进行优化,并试验验证了优化的结果。研究结果表明,压边力对成形后板料的最大减薄率的贡献率最大,达到85.35%;最优的参数组合是摩擦系数μ=0.1、压边力F=150kN、凸筋高H=4mm、凹筋圆角半径R=4mm。选取优化后的参数,成品的最大减薄率为17.5%,符合实际生产要求。     

电机并头套成形工艺参数研究与模具结构优化

通过数值模拟分析与正交试验相结合研究了成形工艺参数对矩形电机并头套弯曲后回弹的影响,确定了最优工艺参数组合。并进行了试验,验证了模拟结果,采用模具补偿法进一步减小回弹。结果表明:凸模圆角对回弹影响最大,其次是模具间隙,而凹模圆角与冲压速度对回弹的影响很小;回弹量随凸模圆角半径的增大而增大,随模具间隙的增大而增大,随凹模圆角半径的增大而先减小后不变,随冲压速度的增大呈现出先减小后增大的趋势;使用最优工艺参数的模具进行了成形试验,验证了模拟的正确性;设计的模具补偿法可进一步减小回弹。     

椭球形制件复合成形规律的研究

采用理论分析、数值模拟与实验验证相结合的方法,对椭球形制件的复合成形规律进行了研究。建立了应力分界圆半径的数学表达式,理论分析表明,应力分界圆半径的大小与板料的初始尺寸、厚度、摩擦系数、压边力大小和凹模圆角半径等因素有关。当压边力、坯料尺寸以及摩擦系数加大,而相对圆角半径减小时,应力分界圆半径变大,复合成形中胀形成分加大;反之,应力分界圆半径减小,拉深成分增加,揭示了复合成形的阶段性特征。数值模拟结果表明,应力分界圆半径是动态变化的,椭球形制件复合成形具有明显的阶段性特征,没有直线段的椭球形制件的成形可分为纯胀形、以胀形为主的胀形-拉深复合成形和以拉深为主的拉深-胀形复合成形3个阶段;在成形的第Ⅰ、Ⅱ阶段初期,坯料尺寸和压边力的大小对应力分界圆半径影响不大;在第Ⅱ阶段后期和第Ⅲ阶段,随毛坯尺寸和压边力的增大,应力分界圆增大。在变形过程中存在两个可能发生失稳起皱时刻,即第Ⅱ阶段初期和第Ⅲ阶段初期。试验验证了理论分析和数值模拟所得的结果。     

顶端板拉深回弹控制与影响因素分析

针对某轨道客车顶端板拉深成形存在的缺陷,运用塑性力学理论进行应力分析,提出优化补充造型和翼边反向拉深的控制方法,并运用数值模拟分析不同因素对板料拉深回弹和翘曲的影响规律。结果表明,进行板料工艺补充、增加翼边拉深工序能有效地减小端壁翘曲和拱顶外张。增大板料大曲率半径段外扩量、增大压边力和减小凹模圆角半径能有效减小端壁翘曲回弹量。控制翼边顶料板圆角半径在R4~R8mm,凸、凹模间隙在1.6~2mm,翼边压边力小于3000kN都能有效地控制板料拉深回弹。     

基于小波神经网络和粒子群算法的铝合金板冲压回弹工艺参数优化

针对铝合金复杂件冲压后出现的较大回弹缺陷,同时为减少冲压成形工艺参数的优化时间,使用有限元仿真软件DYNAFORM对冲压成形及回弹过程进行数值模拟,在确保数值模拟与试验结果基本一致的基础上,利用代理模型对回弹进行了优化研究。以NUMISHEET'96 S梁为研究对象,凸模圆角半径、凹模圆角半径、压边力、板料厚度作为影响因素,成形后最大回弹值作为成形目标,运用拉丁超立方抽样,通过数值仿真获得样本数据,建立影响因素与成形目标之间的小波神经网络代理模型,利用粒子群算法对该模型迭代寻优获得最优工艺参数。结果表明:小波神经网络能较好地描述板料工艺参数与回弹之间的映射关系,优化后成形件的回弹量大大减小。     

高强度钢板温成形回弹规律实验研究

高强度钢板冲压成形后的回弹问题是其应用中的主要问题之一.温成形技术可显著改善高强钢的成形性.以-U形件为研究对象,通过改变成形温度及压边力,对DP590双相高强度钢在温成形工艺下的回弹和由其引起的扭曲进行了研究.研究表明:随着温度和压边力的增加,制件的回弹逐渐减小,但温度的改变对于扭曲无较大影响,压边力的增大可改善扭曲现象.     

拼焊板盒形件冲压成形失效及应变路径分析

采用自制液压机和分瓣压边圈模具,通过模拟仿真和实冲试验,变化各工艺参数,研究分析拼焊板方盒件冲压成形的应变路径、焊缝移动和成形极限,以提高其成形性能。研究表明,厚/薄侧压边力的大小和分布对破裂危险点的应变路径和成形裕度有很大的影响,合理的压边力分布可调节失效破裂的位置,减少焊缝移动和提高成形极限深度;凹模圆角半径的增大,对薄侧侧壁圆角处破裂危险点应变路径影响较大,拼焊板盒形件成形极限深度逐渐增大;厚度比较小时,破裂出现在薄侧圆角处,而厚度比较大时,焊缝移动量大,破裂易出现在薄侧焊缝处;板料毛坯形状和尺寸对失效破裂的位置和成形性能影响显著。因此,以薄侧侧壁圆角处和薄侧焊缝位置附近为破裂危险点,通过优化压边力、凹模圆角半径、板料厚度比、板料毛坯形状和尺寸等工艺参数,改变危险点的应变路径,调节失效破裂的位置,减小其焊缝移动量,可有效地提高拼焊板方盒件的冲压成形性能。     

某高强钢汽车控制臂冲压成形工艺研究

以高强钢汽车控制臂为研究对象，根据制件的材料强度高、几何结构复杂和成形困难的特点，制定多道次冲压工艺方案，采用Autoform软件分析冲压成形过程，研究冲压成形工艺参数对零件最大减薄率和回弹的影响，结果表明：压边力越大，板料的最大减薄率越高；一定范围内，增大压边力可以减小回弹；摩擦因数越大，板料的最大减薄率越高；一定范围内，增大摩擦因数可以减小回弹。针对加工过程中回弹较大、拉延不对称的问题，对冲压工艺方案进行改进优化，最终有效减小了零件的回弹，控制了冲压件尺寸精度，采用CAE模拟优化了冲压成形工艺方案，并通过试验验证了优化后的工艺方案，试验结果与CAE仿真结果一致，成形质量达到产品要求。