复杂覆盖件均匀成形的动态调控

将压边力、拉深筋高度、凸筋圆角半径和凹筋圆角半径作为自变量,以正交试验为设计方案,模拟右托架覆盖件成形,获得成形质量目标破裂、起皱和厚度最大变薄率的数据。运用层次分析法计算多目标质量的权重,运用灰色系统理论计算每个细分成形过程的多目标质量的关联系数与关联度,获得该覆盖件拉深过程优化的压边力、拉深筋阻力工艺参数的最佳动态匹配。进一步运用动态调控的工艺参数组合进行有限元模拟验证,仿真结果表明成形质量明显提高。     

基于CAE和灰色关联的汽车前门外板冲压成形工艺参数多目标优化

以某车型前门外板为例,根据AutoForm初步数值模拟结果,将成形最大减薄率和修边后最大回弹量作为优化目标,以拉延R角半径、拉延筋阻力、摩擦系数、压边力、冲压速度为自变量,设计5因素4水平的正交试验。采用灰色关联分析法,对正交试验数据进行处理,计算各工艺参数对目标函数的关联系数和关联度,得到多目标优化的最优工艺参数组合:拉延R角半径为27 mm、拉延筋阻力为175 N·mm~(-1)、摩擦系数为0.13、压边力为1450 kN、冲压速度为2500 m·s~(-1)。使用优化过后的成形工艺参数在AutoForm中进行再次模拟,结果显示成形最大减薄率和修边后最大回弹量都得到合理控制。将优化后的工艺参数用于指导工艺设计和模面回弹补偿,然后进行模具结构设计、制造和试模,实际结果表明,前门外板冲压成形质量合格。     

基于灰色系统理论的隔热件成形优化

通过对压边力、摩擦系数、锁模力和拉延筋高度等影响零件成形质量的参数进行正交试验,设计多组试验方案,获得成形零件的最大减薄率和成形力;基于灰色系统理论,计算目标函数的关联系数和关联度,将多目标函数通过关联度值转换为单目标函数的问题。通过灰色系统理论对成形工艺参数进行优化,获得了优化工艺参数组合。以压边力为210 k N、摩擦系数为0.08、锁模力为340 k N以及拉延筋高度为3 mm,在JH21-315B压力机上进行试验,结果显示,最大减薄率得到控制,隔热件成形质量得到提高,与此同时,验证了上述成形工艺参数组合和灰色系统理论优化的可行性。     

拼焊板车门内板冲压成形工艺研究

采用数值模拟软件Dynaform 5．5对某拼焊板车门内板的拉深成形工艺进行研究,探讨不同压边力和拉延筋对该复杂曲面零件成形性能以及焊缝移动的影响规律。通过调整压边力和拉延筋等工艺参数得到了成形性能较好且焊缝移动趋势较小的车门内板零件。     

基于正交试验和灰色系统理论的高强钢厚板折弯优化成形模拟及实验

影响高强钢厚板弯曲成形的工艺参数较多,难以精确建立工艺参数与成形质量之间的关系。文章以凸模圆角半径、摩擦系数、冲压速度为自变量进行三因素三水平正交试验,模拟Q550钢15mm厚板弯曲成形过程,获得回弹角和最大成形力的数据。利用灰色系统理论,分别计算成形工艺参数对单目标函数的关联系数和多目标函数的关联度,将多目标转换为以关联度为目标的单目标;进一步计算各成形工艺参数的平均关联度,将优化的凸模圆角半径、摩擦系数、冲压速度等参数进行有限元模拟验证,经理论指导设计、试模,其成形的厚板质量得到明显提高。     

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。     

基于灰色关联的皮卡尾门外板的拉延工艺参数优化

为了解决皮卡尾门外板拉延过程中产生的破裂、起皱的问题,采用数值模拟和灰色关联法相结合的方法对拉延工艺参数进行优化。将料厚最大减薄率和最大增厚率作为优化目标,以圆角和直边段的拉延筋阻力系数、压边力、冲压速度、摩擦系数为工艺参数变量进行5因素4水平的正交试验。在Auto Form软件中进行有限元数值模拟。基于灰色关联分析法,计算出各工艺参数对破裂和起皱综合指标的关联度,给出了最优的工艺参数方案:圆角段拉延筋阻力系数为0.15,直边段拉延筋阻力系数为0.45,压边力为800 k N,冲压速度为3.5 m·s-1,摩擦系数为0.13。应用最优工艺参数组合进行模具制造和现场实际生产,得到了质量良好的冲压件,有效控制了破裂和起皱风险。     

杯形件冲压成形优化的研究

使用3参数Barlat-Lian屈服准则,通过有限元软件模拟杯形件的拉深成形,获得压边力、凹模圆角半径参数与破裂、起皱、厚度最大变薄率之间关系的数据;通过多元非线性回归处理,分别建立压边力、凹模圆角半径参数与破裂、起皱、最大变薄率的目标函数模型.进一步运用层次分析法求出各目标函数的权重,将多目标函数转化为单目标优化的数学模型,求出成形工艺的参数优化解.最后通过模拟和实验验证杯形件的成形,证明了该方法的可行性.     

汽车前纵梁内板拉延成形数值模拟及工艺参数优化

针对板料冲压过程变形复杂,易出现起皱、拉裂等缺陷,以某型汽车前纵梁内板为研究对象,采用有限元软件DYNAFORM对零件拉延工艺进行了数值模拟仿真。针对零件成形特点,设计了合理拉延形面,并分析拉延筋、压边力及入模圆角的变化对该零件成形效果的影响。通过零件成形极限图优化拉延筋、压边力及入模圆角,最终获得适合该零件的成形工艺参数。试模结果表明,采用优化后的参数可有效改善材料流动状况,消除起皱、拉裂等缺陷,提高成形质量。     

拉延筋、压边力对冲压件成形性能的影响研究

冲压成形中合理的拉延筋、压边力是减少起皱、拉裂、回弹、拉深不足等的有效措施。以某车型汽车A柱加强板为对象,应用冲压仿真软件Dynaform,研究拉延筋、压边力对冲压件成形质量的影响,详细分析了模面有拉延筋、无拉延筋和不同压边力条件下工件的Z向最大回弹量、最大材料流入量、最大减薄量、最大增厚量和成形极限。分析结果表明:使用拉延筋后,工件的回弹缺陷得到控制,工件的最大增厚率下降,减小了起皱缺陷;压边力对工件成形质量有较大影响,压边力太大工件会出现破裂缺陷,压边力为100 k N是A柱下加强板最优的工艺参数。冲压试验结果与模拟结果吻合较好。     

激光拼焊板前纵梁拉延成形数值模拟研究

在分析激光拼焊板汽车前纵梁成形工艺的基础上,基于DYNAFORM软件平台对前纵梁零件的拉延成形过程及不同工艺参数对成形结果的影响进行了数值模拟研究。针对模拟结果中零件出现的缺陷,提出了初步的工艺改进方案。     

基于灰色系统理论的20CrMnTi晶粒扭压变形均匀化的研究

在温度、高径比、扭转角速度、挤压速度、摩擦因子为自变量的条件下,以正交实验为设计方案,模拟20CrMnTi扭压成形,获得成形工艺参数与等效应力、等效应变、等效应变速率等质量目标函数的数据。利用灰色系统理论,分别计算成形工艺参数对单目标的关联系数和多目标函数的关联度,将多目标转化为单目标优化问题。进一步计算各成形工艺参数的平均关联度,用优化的工艺参数进行有限元模拟验证,并经过物理实验,结果表明优化后20CrMnTi晶粒变形均匀程度明显提高。     

基于灰色系统理论的汽车横梁充液成形用坯料优化

类似汽车横梁这些复杂管类结构件的充液成形,是一个不均匀的变形过程,坯料的相对形状及尺寸,是影响金属流动的关键因素,从而对充液成形零件的最小壁厚、最大壁厚等评价对象有重要影响。以坯料的弯曲角度、弯曲半径、轴线高度差为因子,建立正交试验设计方案,进行有限元模拟,获得不同坯料尺寸下的最小壁厚、最大壁厚参考序列。利用灰色系统理论,计算各个参考序列与比较序列之间的关联系数,将多目标转化为以关联度为目标的单目标。进一步计算各坯料结构尺寸的平均关联度,获得优化的坯料尺寸组合参数,以此进行有限元模拟和生产实验。验证结果表明,该优化方法能够获得满足质量要求的充液成形的汽车横梁。     

某轿车C柱内板冲压分析与成形模设计

C柱内板是轿车中重要的结构件,冲压变形复杂。首先,对C柱内板零件进行冲压成形分析,确定其成形方案和成形毛坯。在三维计算模型基础上,采用Autoform软件对零件的成形进行数值模拟,得出零件的成形极限图。根据数值模拟结果,分析零件整体成形性能、材料变薄率,预测C柱内板成形过程中的起皱、拉裂等冲压缺陷,结果表明,零件整体成形到位,材料局部位置变薄超过20%,有拉裂危险。其次,基于UG和CAD软件设计了成形模具的上模、压边圈和下模。最后,通过生产实践压制出合格的C柱内板零件,验证了冲压分析的合理性和模具设计的正确性。     

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。     

基于响应面模型和遗传算法的汽车发罩外板冲压工艺参数多目标优化

以汽车发罩外板为例,将压边力、冲压速度、凹模与板料间摩擦系数和凸模与板料间摩擦系数作为工艺参数变量,以拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量为优化目标,应用中心复合试验设计(CCD)及有限元模拟获取样本数据。由试验数据建立二阶响应面模型,结合非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)实现多目标优化,得到优化的工艺参数组合为:压边力为1145kN,冲压速度为3480mm·s~(-1),凹模与板料摩擦系数为0.106,凸模与板料摩擦系数为0.13。基于优化的工艺参数指导模面回弹补偿分析并试模,研究结果表明,发罩外板实际冲压成形质量较好。     

基于响应曲面法的波形弹簧片冲压工艺参数优化

以汽车离合器波形弹簧片作为分析对象,利用响应曲面法对冲压成形工艺参数进行优化。通过中心设计组合法及弯曲成形模具得出板料成形高度的响应值,建立了工艺参数与成形高度之间的二阶响应面模型,研究得知工艺参数对板料成形高度交互式影响的顺序依次为:弯曲半径与冲压速度、模具间隙与冲压速度、弯曲半径与模具间隙。将模具间隙、弯曲半径以及冲压速度作为设计变量,以板料成形高度作为优化目标,结合Design Expert软件对响应曲面模型进行优化,通过分析得出优化的冲压工艺参数:弯曲半径为22.13 mm,模具间隙为1.01t mm,冲压速度为2699.47 mm·s-1,成形高度的响应值为1.782 mm,经过工艺参数的修正,成形高度的试验值为1.72 mm。然而相比于正交试验得出的成形高度优化值1.65 mm,响应曲面法在波形弹簧片冲压成形工艺参数的优化中更具优越性。     

汽车座椅外侧板单动拉延成形工艺分析及优化

以某型号汽车座椅外侧板为例,采用Auto Form软件对座椅外侧板拉延成形过程进行模拟分析,并根据分析结果预测出拉延过程中的拉裂风险。通过调整零件的圆角半径和修改局部结构,消除了开裂风险,降低了最大减薄率。为取得更好的成形效果,选取压边力、摩擦系数、冲压速度、凸凹模间隙4个重要成形工艺参数进行正交试验及参数优化,得出最优工艺方案为:压边力250 k N、摩擦系数0.13、冲压速度1000 mm·s-1和凸凹模间隙2.42 mm,最终零件的最大减薄率为24.33%,最大增厚率为6.54%。采用优化后方案进行实际拉深试模,得出零件的成形性能与有限元模拟结果一致,工件质量完全符合设计要求。     

汽车后围加强板多目标成形工艺参数优化

针对后围加强板在成形过程中易出现破裂和起皱等问题,采用田口试验法,建立后围加强板最大减薄率和最大增厚率与冲压速度、压边力、模具间隙、摩擦系数和拉延筋阻力系数的五因素四水平田口试验,通过有限元分析软件Dynaform对16组试验进行模拟分析,结果表明压边力对后围加强板成形的减薄率和增厚率贡献最大.利用Design-Exprt软件对田口试验结果进行多目标优化,将最优工艺参数组合在Dynaform中模拟验证.结果表明多目标优化结果与验证结果接近,优化方法效果明显,可为模具设计和生产提供借鉴.