管件液压成形中加载路径的优化设计方法研究

确定合理的加载路径是管件液压成形工艺设计的关键。文章较为系统地介绍了管件液压成形中加载路径的优化设计方法,比较分析了各种方法的优缺点与适用对象,讨论了研究过程中存在的主要问题和研究的发展方向。     

管材液压成形脉动加载参数的设计及仿真

为确定变径管液压成形中的脉动加载参数,以奥氏体304不锈钢变径管为例,利用有限元分析软件建立了仿真模型,采用液压加载速度2 MPa/s并分别以复合幅值3 MPa和5 MPa、频率1 Hz和0.5 Hz的载荷进行脉动加载,根据成形零件壁厚分布的仿真结果比较分析,发现相较其他加载情况,复合幅值5 MPa频率1 Hz成形零件最大减薄率和最大增厚率明显减少,零件壁厚分布更均匀,实际加工结果验证了上述计算机辅助设计方法的可行性。     

内压加载路径对汽车前梁内高压成形质量的影响

为了探索工艺参数对内高压成形工艺的影响,对异型截面的汽车前梁内高压成形过程进行了实验研究,材料选用3A21铝合金,采用了两类内压加载路径,对成形外观及壁厚分布进行了比较和分析。实验结果表明,低压合模高压整形的双线性加载较单线性加载路径在成形外观、壁厚分布以及防止缺陷方面优越很多。圆弧过渡区是异型截面零件最大减薄处,双线性加载情况下减薄率达到12％,是容易发生破裂缺陷的区域。     

内压对Y型三通管内高压成形影响研究

利用数值模拟对Y型三通管内高压成形过程进行了研究,研究了87MPa～145MPa范围内5条不同内压的加载路径的成形过程,分析了过渡区内凹、支管高度不足等缺陷产生的原因和内压为116MPa时零件成形过程中典型位置的壁厚变化,以及内压对零件壁厚分布的影响。数值模拟结果表明,106MPa～126MPa为成形Y型三通管合适的压力区间,但不同内压成形的零件最小壁厚不同。     

管件液压成形加载路径的多目标优化

在管件液压成形过程中,加载路径对成形过程的影响最为重要。文章给出了一种新的加载路径优化方法,即精英保留非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与成形数值模拟软件集成,实现对加载路径的自动寻优。该方法通过优化算法程序修改加载路径,自动调用数值模拟软件进行分析,在更大的解空间内自动寻找最优方案。文中以某汽车仪表板梁为例,采用该方法对液压成形中的加载路径进行优化分析。结果表明,通过该方法所获取的加载路径较通过人工寻优所获取的加载路径更趋于最优。另外,该方法一次运算能够同时获取多个Pareto最优解,可为加载路径的制订和设计人员的决策,提供更多的选择。     

轿车发动机横梁内高压成形仿真研究

与传统冲压焊接工艺相比,管件内高压成形工艺具有成形精度高、质量轻、材料省等优点。因此,管件内高压成形技术成为从制造工艺上降低车身质量的主要途径之一。利用自制设备对简单管件进行内高压成形实验,并借助有限元软件对其成形全过程进行数值模拟,通过实验验证仿真结果的正确性和可靠性。基于此,对发动机横梁内高压成形过程进行仿真分析,主要研究摩擦因数、轴向补料路径对成形质量的影响规律。仿真结果表明:减小摩擦因数可有效降低发动机横梁壁厚减薄程度,轴向补料路径对其厚度分布影响较为明显。     

Process layout avoiding reverse drawing wrinkles in hydroforming of sheet metal

Sheet metal forming processes like the fluid form process or hydromechanical deep drawing have the potential for the manufacture of parts having high precision, large drawing ratio, and low costs especially for small and medium lot sizes. In deep drawing using a separating membrane between the liquid and the sheet the process layout for drawing of complex parts must avoid not only the typical failures of bottom fracture, first and second order wrinkles, but also an additional type of wrinkles which are maybe created at the beginning of the process. The development of these wrinkles is described using an analytical model, which was validated by experimental results. The model was used to develop the process layout for deep drawing of a complex sheet metal part.     

内皱发生的临界计算及校核条件

通过对球形和锥形零件在拉深过程中各部分的应力分析 ,得到了拉深过程中悬空区切向压应力最大值的计算公式 ,以此作为引发内皱的条件 ,在保证工件不被拉裂的前提下 ,建立了临界计算公式。     

加载路径对变径管内高压成形影响的模拟研究

基于Dynaform有限元模拟软件,在获得合适总轴向进给量以及最大内压力的基础上,重点探讨了轴向进给路径以及内压力加载路径对变径管内高压成形的影响。结果表明：按照前段进给速度大于后段进给速度的双线性轴向进给方式进给能得到一条最优的轴向进给路径;梯形内压加载方式的成形结果要明显优于线性内压加载方式,且当内压区间为40～60MPa时,梯形内压加载方式的成形结果达到最优化。     

管材外高压成型工艺研究现状及应用

管材液压成型是一种生产中空轴类零件的成型技术,其在汽车和航空领域有广泛的应用前景.本文介绍了一种新的液压成型工艺--管材外高压成型;并综述了外高压成型(EHF)的基本原理、外高压成型优点、研究现状、应用范围、适用材料.     

管材内高压胀形的实验研究与数值模拟

介绍了管材无模轴压胀形的实验,研究表明,适度的褶皱有助于提高成形极限。有限元数值模拟显示,随着内压—轴压匹配模式的改变,内压增长率对褶皱的演化表现出不同的影响效果。针对管坯—模具间摩擦对T型管复合胀形成形性的影响,分别从实验和有限元数值模拟两方面进行了研究。     

镁合金管材的热态内压成形起皱行为分析

利用数值模拟和塑性理论分析AZ31B镁合金管材的热态内压成形过程的变形机理,找出临界起皱应力、应力状态及皱纹形状的变化规律。结果表明:随着温度升高,管材轴向抗起皱能力下降,其机理是材料的屈服强度和弹性模量随温度升高而下降;皱峰和皱谷处应力轨迹均在环向应变伸长和轴向应变压缩的区域;随着补料量的增大,皱峰处应力向壁厚减薄的方向发展,皱谷处应力向壁厚增加的方向发展;内压与材料屈服强度之比(相对压力)决定初始屈服时皱峰和皱谷处壁厚的变化情况,即温度较高时,相对压力较大,初始屈服时皱峰和皱谷处应力状态越易处于管壁呈减薄趋势的区域;当温度较低时,相对压力较小,初始屈服的皱峰和皱谷处的应力状态越易处于管壁有增厚趋势的区域;随着温度升高,相同加载路径下皱纹的高度和波长增大,皱纹趋向于向中间移动,且波数减少。     

消失模铸造管件产生“薄壁”缺陷的对策措施

分析了干砂负压消失模铸造生产铸铁管件中出现的“薄壁”发现现象,发现缺陷产生的部位,主要发生在铁水充型的最后部位,产生的原因是金属液补充不及时和泡沫模遇热分解气体排逸不顺畅造成的。为此采取提高耐火材料的耐火度,增大硅砂的粒度,合理控制浇注速度等方法,基本消除了“薄壁”缺陷,生产出了合格的管件,工艺出品率显著提高,提升了出口铸件的品质等级,取得良好的经济效益。     

高强钢复杂曲面件充液拉深工艺模拟研究

对某高强钢复杂曲面件的充液拉深工艺进行有限元数值模拟,分析了液室加载路径以及最高液室压力对成形结果的影响,得到该零件充液拉深成形合理的液室加载路径及最高液室压力。     

K424合金中空盲管薄壁件精密铸造工艺研究

研究了K424合金X型拉杆前段的精铸工艺。该铸件为大尺寸中空盲管薄壁件,在试制过程中,陶芯的断裂和脱除、铸件的收缩控制和冶金质量都存在一定难度;针对这些问题,对X型拉杆前段从模具收缩设计、蜡模制备方案、浇注系统设计和铸造工艺优化等方面进行了系统的研究,试制出的K424合金X型拉杆前段铸件冶金质量优良、尺寸精确,满足了设计和使用要求。     

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。     

支叉管零件充液成形工艺

针对某军机支叉管类零件的结构型面复杂、曲率变化大的特点,其传统的成形方式主要采用落压成形,在成形过程中易产生起皱、破裂和表面质量差等问题.因此,提出采用被动式充液成形来加工支叉管零件,并利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立有限元分析模型,对其充液成形过程进行有限元仿真模拟,研究不同压边力对充液成形的影响,从模拟...     

Optimization of loading conditions for tube hydroforming

Tube hydroforming is a developing technology with advanced features of lightness and unified part. This study investigates the best possible regulation for loading conditions between the internal pressure and the axial feeding by hydroforming of a T-shape metal tube. Using conjugate gradient method with finite element method, a program module is generated to check the hydroformed tube quality about its thickness uniformity and the geometry accuracy. Thereby, a batch mode and a sequential mode to optimize the loading conditions of the tube hydroforming process are created and investigated. Regarding the tube quality from the simulation results, the hydroforming process, which follows the loading curve generated by the sequential mode, is better than by the batch mode. The optimal loading procedure generated by this article can offer another possibility for engineer by determining the internal pressure and the axial feeding in tube hydroforming.