基于变厚板(VRB)的汽车前纵梁内板开发

使用变厚板零件是实现汽车轻量化的有效方法之一。针对变厚板的板厚及材料力学性能非均一性,文章采用数字散斑单向拉伸试验对变厚板等厚区和厚度过渡区的力学性能进行研究,探讨退火工艺对变厚板不同厚度区域材料性能的影响,提出结合数字散斑单向拉伸试验和厚度分区离散的变厚板过渡区力学性能表征;仿真分析某汽车前纵梁内板变厚板冲压成形性,并与试制样件进行对比,结果表明,采用该文提出的变厚板过渡区表征方法正确可靠,且变厚板制作的汽车前纵梁内板件成形性良好。     

变厚板(VRB)冲压成形数值模拟

针对变厚板(VRB)的板厚与材料力学性能非均一性,提出了分区离散法对变厚板的冲压成形过程进行数值模拟的方法,分析材料性能、板料厚度的离散精度对冲压成形仿真模拟的精度影响,提出了离散精度设置方法,并采用变厚板圆筒拉深试验件进行对比,研究结果表明,采用该文提出的变厚板分区离散法对变厚板冲压成形过程的模拟很有效。     

轧制差厚板盒形件充液拉深成形的数值模拟

为了解决轧制差厚板在拉深成形过程中的破裂、起皱、过渡区移动等缺陷问题,应用充液拉深方法完成差厚板零件的成形。通过数值模拟技术,对轧制差厚板的充液拉深成形性能进行研究,完成差厚板盒形件充液拉深成形的仿真,对比分析充液拉深成形与普通拉深成形的优势,讨论液体压力对于差厚板成形性能的影响。结果表明,采用充液拉深技术能够改善差厚板的成形性能。随着液体压力的增加,厚度减薄率呈现先减小后增大的趋势,而过渡区移动量则逐渐减小。大尺寸的差厚板对液体压力的变化更为敏感,但无论对于哪种尺寸的板料,采用合适的液体压力均能够获得高质量的差厚板零件。     

变厚板材料模型表征方法的比较研究

针对变厚板板厚非均一性的特点,为建立相对准确的变厚板材料模型,基于变厚板数字散斑单向拉伸试验和不同厚度应力应变曲线的计算,提出了整体法和分段法的表征方法。在分段法中,对过渡区分别采用了离散、插值和平均法进行表征。并将这些方法分别应用到变厚板单向拉伸仿真模拟中,对比试验和仿真的力-位移曲线差异性,结果显示,采用分段法得到的仿真数据更接近试验数据,因此变厚板的材料模型采用分段法表征更合理。     

高强度钢后保险杠成形工艺优化及回弹控制

采用高强度钢板制造的保险杠能大大提高乘员安全性,但高强度钢板成形困难。采用有限元分析软件Dynaform对某轿车高强度钢后保险杠成形过程进行模拟仿真,并使用结果优化成形工艺。主要研究了工艺补充面对零件冲压成形以及回弹的影响。通过模拟结果和实际样件对比,对工艺补充部分进行了调整,并设置凸顶得到了优化的工艺型面及坯料尺寸,为同类相关高强度钢零件的生产起到了指导作用。     

TC4钛合金大深腔反向变曲率复杂蒙皮零件成形工艺

以TC4钛合金大深腔反向变曲率复杂蒙皮零件为研究对象，设计了两种成形工艺方案，分别为超塑成形工艺方案、热成形+超塑成形工艺方案，采用PAM-STAMP软件进行了工艺仿真分析，得到了零件成形过程中厚度的变化，预测了零件的成形质量，确定了采用热成形+超塑成形工艺方案，并设计了相应的成形模具进行试验验证。结果表明，采用热成形+超塑成形组合工艺可成功制备出合格的TC4钛合金大深腔反向变曲率复杂零件，成形后零件最薄处厚度约为1.24 mm,减薄率约为22.5%,满足设计强度要求，同时成形结果与仿真结果一致。     

轧制差厚板盒形件成形性能研究

轧制差厚板在汽车轻量化方面展示出巨大潜力,为了推动差厚板在汽车零部件制造领域的应用,以盒形件为研究对象,通过实验和仿真研究了轧制差厚板的成形性能。分析了差厚板几何参数对其成形性能的影响,分别讨论了差厚板盒形件拉深成形极限以及厚度减薄率与差厚板几何参数之间的关系。研究结果表明:轧制差厚板的几何参数对其成形性能有极大影响,成形性能与薄板侧比例、板料厚度差、板料尺寸成反比例,而与过渡区长度成正比例。厚度过渡区偏向薄板侧,较大的过渡区长度、较小的厚度差以及板料尺寸对于获得更好的差厚板成形性能非常有利。     

热轧厚板件冲压成形与回弹分析

考虑到热轧厚板的材料力学性能、成形方式和板材精度均与薄板存在一定差异,且常用冲压分析软件无法准确模拟厚板成形与回弹,因此,以某车型纵梁为例,采用Autoform,Dynaform以及MARC进行成形与回弹仿真分析对比,依据分析结果判定何种软件更适合热轧厚板冲压仿真分析。首先,分析厚板成形特点以及与薄板的差异性,梳理出3种软件分析厚板时的差异;其次,通过3种软件对同一纵梁外板进行模拟分析对比。为获得真实可靠的实测值,成形前在板料上利用激光绘制基圆,依据成形后基圆尺寸变化计算主次应变,并选取断面及检测点,测量回弹尺寸与厚度变化,与3种软件分析结果进行对比。结果表明:MARC的实体单元对厚度和主次应变分析最为准确;对于回弹,Dynaform计算更为准确,Autoform和MARC回弹结果均与实测值产生较大偏离。     

变截面辊弯成形试验

该文以单轴变截面辊弯成形机为平台,进行变截面辊弯成形试验研究,完成了U型断面3种类型的变截面辊弯成形样件;对样件出现缺陷的原因进行分析,其结论为进一步研究、改进与设计变截面辊弯成形试验提供了参考。     

变厚板汽车顶盖横梁成形工艺研究及模具设计

以某车型顶盖横梁为例,对变厚板的成形工艺分析方法进行了研究,通过充分结合Autoform建模计算效率高的特点和Dynaform在计算精度方面的优势,对变厚板顶盖横梁的成形性进行了探索;针对变厚板模具零件型面加工难度大的问题,提出采用型面分区偏置的方法处理加工依据,同时也对变厚板在板料成形过程中间隙控制和板料定位控制方面的方法进行了研究,完成了变厚板顶盖横梁模具设计,并试制成功变厚板顶盖横梁零件,验证了变厚板成形工艺及模具设计方法的有效性。     

轧制差厚板筒形件充液拉深成形影响因素的灰色关联分析

针对轧制差厚板零件在传统拉深成形工艺中易产生成形缺陷的问题，将充液拉深工艺引入轧制差厚板筒形件的成形中，并通过数值模拟技术对轧制差厚板充液拉深成形过程进行了研究。分析了液池压力对轧制差厚板成形性能的影响，并通过正交试验结合灰色理论讨论了不同工艺参数对轧制差厚板成形性能的影响规律。研究表明：充液拉深成形工艺相对于传统拉深成形工艺能够获取成形性能更好的轧制差厚板。随着液池压力的增加，轧制差厚板筒形件最大厚度减薄率呈现先减小后增大的趋势，而过渡区最大移动量逐渐减小，采用10 MPa的液池压力能够获取较小的最大厚度减薄率，并将过渡区最大移动量限制在较低水平。摩擦因数、压边力以及液池压力对于轧制差厚板充液拉深成形性能的影响程度是依次降低的，采用灰色关联分析获取的优化工艺参数组合可以提高轧制差厚板的成形性能。     

AZ31B镁合金十字杯形件差温拉伸仿真模拟

为研究镁合金复杂件差温拉伸的成形性能,以2011年国际板材成型数值模拟会议(Numisheet’2011)提出的基准考题Benchmark2#为例,采用钣金成形仿真分析软件JSTAMP/NV建立了十字杯形件差温拉伸热力耦合有限元模型,并对其差温成形过程进行了仿真模拟.最后,把仿真结果与标准考题试验结果进行了比较,结果吻合良好。     

316L/EH40复合样件热压缩有限元模拟与实验研究

应用MSC. Marc软件建立不锈钢316L/微合金钢EH40复合样件热压缩成形的三维热力耦合有限元模型,对复合样件的热压缩过程进行仿真研究。有限元仿真对双金属层厚度值的预测误差在10%以内,可用于对双金属材料复合比变化规律的研究。通过有限元仿真试错法代替实验试错法,分析实验过程中复合样件频繁出现压偏现象的原因。对比实验与仿真结果发现,复合样件各组成部分同轴度精度保持不良是导致样件偏斜的主要原因。316L不锈钢中间层0. 1 mm的偏移会导致样件在50%以上的较大压缩变形时出现严重偏斜现象。最终通过优化样件设计与装夹方案,有效解决了样件偏斜问题,保证了实验的有效开展。     

基于ANSYS的汽车B柱成形仿真分析及结构改进设计

采用壳单元模型模拟汽车拉延板成形过程,虽计算效率很高,但其只适合于等厚板的拉延成形模拟。为了解决这个问题,应用三维有限元软件ANSYS对变厚板的拉延成形过程进行了模拟。对某型号汽车B柱的成形过程进行了仿真分析,并针对仿真结果中成形件的应力集中和不均匀结构引起的缺陷进行了优化改进。采用圆弧过渡和过渡区下移的优化设计方案有效地解决了初始模具中整体应力分布不均的问题。     

冷拉伸滚压成形内部缺陷数值模拟

采用有限元数值仿真技术对冷拉伸滚压成形过程进行了模拟仿真,得出了冷拉伸滚压成形过程中工件内部应力、应变场的分布情况和分布特点以及材料的流动特性.模拟结果合理地解释了冷拉伸滚压成形件内部材料缺陷产生机理及缺陷产生的条件,为冷拉伸滚压成形技术的理论研究及实际应用提供了参考.     

轧制差厚板成形极限的理论预测与数值模拟北大核心CSCD

轧制差厚板由于其板料厚度以及力学性能具有非均一性的特点,其成形极限的准确预测成为实际应用过程中的一大瓶颈。基于前期研究中获取的轧制差厚板的几何参数以及力学性能参数,通过改变试件的形状和尺寸,对板料进行了不同应变路径下凸模胀形的数值模拟,采用数据拟合方法获取差厚板的成形极限曲线,并将其与理论公式获得的成形极限曲线进行对比;最后,应用建立的成形极限曲线来预测差厚板盒形件的成形极限。研究结果表明:通过数值模拟以及拟合方法得到的差厚板成形极限曲线与理论曲线比较接近,能够实现对实际差厚板零件的成形极限的准确预测。     

主要工艺参数对T型管液压成形性能的影响研究

为研究主要工艺参数对T型管液压成形性能的影响,文章提出一项综合评价指标,以评定T型管的成形质量.并采用正交试验设计与有限元仿真分析相结合的方法,研究模具过渡圆角半径、内压力加载路径和支管平衡冲头平衡力等主要工艺参数对T型管液压成形性能的影响,进而通过对试验结果的分析比较,找出最佳成形工艺方案.采用该方案进行实际加工试验,获得成形良好的T型管产品,且试验结果与数值模拟结果基本吻合,说明所用评价指标和试验设计方法在实际生产中有一定的参考价值.     

重力加载对厚板件热成形性能的影响

以军车厚板件为例,分析重力加载对热冲压结果的影响。首先分析薄、厚板热冲压成形性差异,通过分析板料载荷中心沿y向的位移量,给出了重力影响程度与厚板零件对称性之间的关系,零件自对称部分受力是均匀的,料片y向偏移量很小;其次,在Dynaform中构建分析模型,对比分析重力加载对厚度应变、马氏体含量、减薄率以及温度变化率的影响;最后,试制样件,并与有限元分析结果进行对比,结果表明:有重力加载时分析结果与实际测量值更为接近,且重力加载对沿板料长度方向对称的厚板件影响较小,对非对称件影响较大;重力对厚板件减薄率(厚度方向应变变化)的影响占到9%;重力加载对腹面马氏体含量影响较大,对翼面马氏体含量影响很小。     

汽车轮毂端盖拉伸成形模计算机辅助工程

建立了汽车轮毂端盖拉伸成形三维弹塑性有限元模型,并利用MARC软件对其拉伸变形过程进行了数值模拟。分析了金属材料在拉伸成形时的流动及拉伸成形后的残留应力和应变分布情况,研究了凸模圆角半径对板料成形性能的影响及防止产生起皱与破裂的措施。研究结果表明,当凸模圆角半径值小于2~3倍料厚时,材料易产生拉裂现象。模拟结果与实际生产吻合较好,说明所建立的有限元模型是合理的。     

链模式变截面成形机理分析

链模式成形是一种新型的板金属成形工艺,对链模式变截面成形过程中的材料流动规律和特点进行了计算机模拟仿真。模拟结果表明:变截面成形件的弯角处最大主应变较大,方向垂直弯曲面向外,边腿的凹弧区域最大主应变为拉应变,沿边腿的高度方向从高到低,最大主应变逐渐减小;边腿高度和成形角度对成形件纵向应变的影响较大,增大边腿高度和成形角度会增加边腿的纵向应变,材料属性对成形件的纵向应变影响较小。提取了仿真模型里变截面零件的纵向应变,结果显示,在变截面型材边腿上的4个圆弧位置纵向应变比较大,它们在成形的过程中发生了拉伸或者压缩的变形,而等效塑性应变主要集中在变截面型材的弯角部分。通过链模式变截面成形实验对模拟结果进行验证,实验结果与仿真结果基本吻合。