超大面积头盖骨缺损补片冲压成形的数值模拟

以典型的超大面积头盖骨缺损患者的补片成形过程为研究对象,采用商用有限元软件,建立数值模拟模型,对钛合金头盖骨补片的成形过程进行有限元仿真,预测可能出现的网丝拉裂和起皱缺陷,分析不同冲压参数时成形缺陷的产生原因,并确定了能够获得良好结果的冲压参数。结果表明,采用夹持钢板工艺实现压边,以及在凸凹模具与夹持钢板之间、夹持钢板与钛网板之间涂抹润滑油后,可以有效控制起皱和拉裂缺陷的发生,得到合格的钛合金头盖骨补片,保证头盖骨补片数字化制造的成形质量。实验结果证明,数值模拟结果和实际吻合良好,为头盖骨补片的冲压成形工艺提供了理论基础。     

薄板件多点成形与模具成形时起皱现象的对比分析

起皱是传统冲压成形和多点成形时共有的现象,尤其在无压边成形方式下很容易发生。文章采用有限元数值模拟手段,针对两种多点成形工艺和整体模具成形过程中产生的起皱现象进行了探讨,分析了无压边成形过程中不同的成形工艺对球形件起皱的影响。文章用显式动力学算法进行了数值模拟,结果表明,采用多点模具成形工艺成形1mm厚度的板料时,曲率半径为200mm的成形件起皱明显;但在相同条件下,用多点压机成形工艺的成形件结果良好,甚至成形厚度为0.5mm,曲率半径为150mm的球形件也没有起皱;而在这两种条件下,整体模具成形都有微小的起皱发生。也就是说,多点压机成形方式比多点模具成形方式以及整体模具成形方式效果更好,缺陷少,能够得到更大的变形量。     

薄板多点成形与模具成形过程数值模拟及成形性比较

基于动力显式有限元方法,针对不同工艺参数对带压边薄板类零件的多点成形和模具成形过程的影响进行了数值模拟与比较分析。由于成形方式的不同,各参数对起皱、破裂等成形缺陷的影响也不尽相同。通过对比分析发现,相同条件下多点成形对破裂的抑制效果优于模具成形;只要参数选取适当,板材在多点成形方式下的成形质量可以达到或超过模具成形方式。这些结果对于认识多点成形方法的塑性变形特点、合理设置多点成形工艺参数具有指导作用。     

汽车前隔板拉延工艺的数值模拟优化

以某车型的前隔板为研究对象,通过三维软件设计零件拉延成形工序的工艺补充面和压料面,借助有限元软件优化拉延成形工艺参数。经初步有限元分析得出零件存在拉裂缺陷,通过分析产生拉裂缺陷原因,采用点追踪法优化坯料形状,并再次进行数值模拟,得到合格的零件。采用优化的数值模拟结果来加工模具型面,实际调试模具时选用优化的坯料和成形参数,得到的实际拉延成形零件无起皱和破裂等缺陷,检测成形零件可能拉裂处的最大减薄率为0.221。实验结果表明CAE技术能够准确地预测成形缺陷,优化模具设计,缩短模具开发周期,降低成本。     

空调阀门支架级进冲压工艺的数值模拟优化分析

级进模冲压成形中易出现起皱、破裂和成形精度低等缺陷。本文以某阀门支架零件为研究对象,采用多工步多工序的建模方法建立了级进模成形全工序有限元模型。对原有成形工艺参数进行优化,并借助Dynaform软件对其进行全程数值模拟分析,得出良好的模拟结果。通过分析,证明该优化结果是可行的,可有效指导级进模成形零件的产品质量控制。     

激光拼焊板制轿车门内板冲压成形的数值模拟

利用Dynaform软件对激光拼焊制轿车门内板进行了冲压成形数值模拟,分析了冲压成形过程中出现的拉裂、起皱、变形不充分和焊缝移动量过大等严重影响产品质量的成形缺陷产生的原因,采用正交实验法对拉深工艺参数和模面结构参数进行设计,提出选择最佳压边力、设置拉深筋高度合理、改善润滑条件等优化方案,可以改善成形质量;采用二次拉深成形工艺,能有效改善起皱、拉裂、焊缝移动和成形不充分等缺陷。实际的工艺设计和生产证明,成形过程与数值模拟实验结果吻合良好。     

差厚激光拼焊板汽车后纵梁拉延成形数值模拟分析

采用有限元数值模拟方法,运用有限元分析软件DYNAFORM对差厚激光拼焊板汽车后纵梁拉延成形过程进行了模拟分析。对模拟结果中零件出现的破裂、起皱等缺陷进行了工艺优化,将优化后的工艺参数用于实际生产,从而消除了生产过程中可能产生的缺陷。通过模拟分析可为实际生产提供指导,并试模得到了合格制件,减少了模具开发周期。     

板材多点成形工艺的数值模拟研究

本文简要介绍了多点成形的基本原理,并应用有限元方法针对多点模具成形与多点压机成形两种工艺对压痕、起皱等缺陷及回弹的不同影响进行了数值模拟研究,同时对多点模具成形过程中起皱现象的发生进行了实验验证。另外,为了更好地抑制回弹,提出了利用多点压机成形方式围绕目标形状反复成形的方法,并进行了数值模拟。结果表明,多点压机成形比多点模具成形可以更好地抑制压痕、起皱及回弹的发生,最有效地发挥了多点成形的柔性特征     

径向压力辅助充液拉深锥形杯的工艺窗口图（英文）

起皱和破裂是锥形杯成形过程中的主要缺陷。径向压力辅助充液拉深是一步成形筒形件的板材液压成形技术。获得了径向压力辅助充液拉深Al1050-O、纯铜和DIN1623 St14钢板的工艺窗口图。该工艺窗口图可快速评估板材液压成形零件的可制造性。采用有限元方法对径向压力辅助充液拉深进行模拟,并研究压力路径和原始材料及其厚度的影响。通过实验对模拟结果进行验证。结果表明:对于初始厚度较薄和强度较高的板材,其成形性更好,最终产品的的厚度分布也更均匀。所得工艺窗口图可以预测在不同加载路径下合适的加工区间以及破裂或起皱的可能性。     

基于DYNAFORM的内高压成形中预成形工艺改进

对复杂形状空心构件内高压成形工艺进行了数字模拟研究。采用有限元模拟,对矩形截面空心零件弯曲部位在内高压成形过程中产生起皱、破裂等缺陷进行了分析;针对矩形截面空心件弯曲部位,提出采用椭圆截面充液预成形的方法,控制起皱、破裂缺陷的产生,成形质量较理想。并通过试验进行了验证,采用较低压力可以改善内高压成形过程中材料的分布、提高材料的成形极限、控制缺陷产生并提高产品质量。     

马鞍形板件冲压成形新工艺

曲面板件在冲压成形时常常发生起皱现象。从曲面板件的几种冲压成形方法出发,讨论了各自的特点,提出了一种新型的曲面板件冲压成形技术,其为多点压板成形冲压工艺与杆系柔性成形模具。杆系柔性成形模具由可重构的杆系组成,若干个可更换的冲压头构成模具冲压型面;冲压过程中模具对板料实施压边、压板与成形,板面压板力提升了板料的抗失稳能力,保证复杂曲面板件的顺利成形。     

板类件多点闭环成形的模糊控制方法

在金属板类件的加工中,无模多点成形是一种CAD数据模型驱动的柔性加工方法;多点闭环成形更是将板类件的加工与实时测量紧密结合到一起。本文在基本体群形状和工件形状的离散傅立叶变换描述的基础上,定义了不同类型的曲面误差;提出了多点闭环成形的模糊控制方法;实验证明,该方法能够控制板材快速收敛到所设计的目标形状,为实现板类件的数字化制造提供了一种新思路。     

基于数值模拟的空间曲面壳体成形分析

为了解决空间曲面壳体的整体成形难题,针对空间曲面壳体零件的几何形状特点,采用三维刚塑性有限元分析软件Deform-3D软件,对空间曲面壳体的成形过程进行了数值模拟,分析了不同板料结构形式对成形过程的影响,获得了成形过程中等效应力极限-时间曲线图、凸模载荷-行程曲线图以及变形过程中的金属流动规律。结果表明:使用带椭圆孔的板料,能够获得满足要求的工件,优化了工艺参数,为空间曲面壳体零件的生产提供了参考依据。     

使用弹性介质的多点成形过程数值模拟研究

在多点成形过程中,压痕和皱纹缺陷是限制多点成形技术实用化的重要因素。使用弹性介质,可实现薄板三维曲面零件的无缺陷多点成形。本文对使用弹性介质和无弹性介质的多点成形过程进行数值模拟,分析成形过程中产生的压痕和起皱现象,并对上述缺陷的不同影响因素进行了模拟研究。结果表明,使用弹性介质可以显著地抑制压痕和起皱的发生。     

整体壁板蒙皮曲面几何展开方法研究

壁板蒙皮曲面的合理展开对节省材料、降低成本和保证成形质量有重要意义,同时,也是壁板成形数值模拟的前提条件。壁板蒙皮曲面一般是小曲率,成形过程中发生的面内变形不大,采用基于面积不变假设的几何模拟法对壁板蒙皮曲面的展开进行了研究。通过可展曲面的展开结果与理论值的对比,验证了算法的精度;同时满意地预测出某型飞机壁板蒙皮的毛坯形状。     

材料和目标形状对多点拉形成形精度的影响分析

多点拉形是将整体拉形模具离散成多点模具,可以在一套多点拉形模具上实现不同形状零件的拉形,省去了模具的设计、制造等大量的生产成本,实现了蒙皮件的柔性成形。多点拉形主要适于成形小曲率、大变形的蒙皮件,材料和目标曲面形状都是影响多点拉形成形结果的重要因素。通过对3种材料成形不同曲率半径球形件的多点拉形过程进行数值分析,研究材料和成形件目标形状对多点拉形的影响。结果表明,在成形件中心区域的形状误差小于边缘区的形状误差,拉伸方向的形状误差大于垂直拉伸方向的误差,成形件的曲率半径越小,成形件的形状误差越大。     

5182铝合金板温成形工艺及摩擦学特性的研究

通过对5182铝合金板的室温及高温力学性能的实验研究与分析，提出了5182铝板的温成形工艺。实验研究了工艺参数对5182可成形性能的影响，并分析了成形过程中材料表面化学性能、表面几何形貌和润滑状态等因素对摩擦学特性的影响，最后进行了仿车门零件的成形实验和有限元模拟。     

树脂板多点热成形数值模拟与实验研究

介绍了树脂板多点热成形的原理,选择具有良好综合性能的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚碳酸酯(PC)为研究对象,测试了其玻璃态转变温度。建立了树脂板多点热成形有限元模型,得到了球形面和鞍面件多点热成形的数值模拟结果,结果表明多点热成形技术可以实现PMMA、PC等树脂板三维曲面件的高精度成形。进行了PMMA板球面件和PC板鞍面件多点热成形实验,结果表明实验件的轮廓形状较好、壁厚分布较均匀,验证了树脂板多点热成形技术的可行性和实用性。对树脂板多点热成形实验结果和数值模拟结果进行对比分析,结果表明,在合理的偏差及测量误差范围内,实验结果与数值模拟结果吻合较好,验证了树脂板多点热成形数值模拟的正确性。     

聚碳酸酯板多点热成形起皱的影响因素

为了研究聚碳酸酯(PC)板多点热成形起皱的影响因素,介绍了PC板多点热成形的原理,测试了PC板的玻璃态转变温度,获得了不同温度下PC板的应力松弛曲线,建立了球面件多点热成形有限元模型,并得到了球形面多点热成形起皱的模拟结果。同时,研究了板厚、半径和成形温度对起皱的影响。数值模拟结果表明:板料越厚、半径越大、成形温度越低,均导致球面件起皱越轻微。此外,获得了不同板厚、半径和成形温度条件下PC板的无皱曲成形极限,并开展了PC板多点热成形试验,结果验证了数值模拟的准确性和无皱曲成形极限图的实用性。