管材内高压成形多步法数值模拟

利用动态显式有限元程序LS-DYNA,采用多步法和单步法两种方式,以某型号副车架为例,对曲线空心构件的内高压成形过程进行了数值模拟研究,给出了两种方式下副车架内高压成形后的壁厚分布.在模拟的基础上进行弯曲、预成形和内高压成形试验,获得了副车架内高压成形件,给出了典型截面的壁厚分布,并与两种模拟结果进行了比较.结果表明,采用多步法数值模拟技术模拟曲线空心构件的内高压成形过程,考虑了弯曲和预成形对后续的内高压成形过程的影响,模拟结果与试验结果基本吻合,能够更加准确地反映曲线空心构件的内高压成形过程.     

长梯形截面钢板弯曲成形工艺的数值模拟

使用Dynaform 5.7软件对长梯形截面钢板弯曲成形的2种工艺方案进行了数值模拟,并对结果进行了分析比较.采用简单V形模具分步冲压工艺得到的工件形状误差较大,而采用整体模具先弯曲中间部位后弯曲两头的成形方案效果较好.     

补料量对管材充液剪切弯曲成形精度的影响

充液剪切弯曲方法能够整体成形相对弯曲半径小于0.5的极小半径管,内压和补料量对其成形精度有着重要的影响.采用实验的方法研究了在恒定内压下,不同补料量对5A02铝合金管材充液剪切弯曲成形过程截面畸变、圆角大小和壁厚分布影响,并通过数值模拟深入研究了补料量对厚向应变的影响.研究结果表明:补料比(补料量和切向位移之比)小于1.2时可以成形管件精度良好.补料比为1.3时,靠近第一弯角的位置产生截面畸变,不圆度为2.2%.补料比对第一弯角外侧圆角影响明显,当补料比由1提高到1.2时,圆角减小50%由4.5 mm减小至2.25 mm.随着补料比的增加,内外侧壁厚均增大.内外两侧最大增厚分别由27.47%和26.67%增加到38%和34.67%,最大减薄分别由14.53%和6.64%降低到8.73%和5.8%.补料比对外侧壁厚影响大于内侧.由此可知,补料量增加,有利于外侧圆角的成形和改善成形管件的壁厚分布,但补料量过大,易造成截面畸变.     

材料硬化模式对弯曲回弹模拟精度的影响

回弹的模拟精度低，是几乎所有软件在计算大型复杂件的回弹时都存在的缺点，因此提高回弹模拟精度成为回弹仿真研究的重点和难点，利用自主开发的二维弹塑性有限元程序，分别采用线性硬化模型和弹塑性幂次硬化模型对V型自由弯曲的回弹进行模拟，探讨材料硬化模式对回弹模拟精度的影响，特别对于硬化模型中代表弹性变形阶段的重要参数一弹性模量，考虑了其随塑性变形进行而发生的变化，结果表明：材料的硬化模式直接影响回弹模拟精度，而采用的硬化模式越能真实地反映材料变形规律，回弹模拟的精度就越高，尤其是采用随塑性变形而发生变化的弹性模量，使模拟精度进一步提高。     

三维自由弯曲技术及变形区长度优化数值模拟研究

目的 开展自由弯曲变形区长度优化研究,获得外径为15 mm、壁厚为2 mm的6061-T6铝合金管材的最优A值。方法 从三维自由弯曲成形技术的基本原理及控制程序入手,基于有限元分析方法,利用ABAQUS仿真软件对管材三维自由弯曲成形过程进行数值模拟,研究成形过程中管材弯曲变形区的受力过程变化,分析变形区长度(A)对弯曲成形结果的影响规律。基于最优的变形区长度,对制冷系统管路中的6061-T6铝合金复杂空间弯曲构件进行仿真模拟及实际成形试验。结果 试验成形构件尺寸与模拟成形构件尺寸相近且均接近设计尺寸,试验成形构件最大壁厚减薄率不超过9%,最大截面畸变率不超过5%,具有较好的成形质量。结论 目标构件的有限元模拟及成形试验验证了变形区长度优化结果的准确性。     

圆管弯曲加工过程的数值模拟

采用显式有限元分析软件LS-DYNA,对于圆形钢管的弯曲加工过程进行数值模拟.圆管弯曲加工模型是常见的回转引伸弯曲加工方式,并在分析模型中考虑了阻止钢管在弯曲加工过程中起皱和截面扁平化的芯轴,以及为了防止钢管弯曲的外侧的壁厚过分减薄在钢管的末端加上压力.通过数值模拟得到管壁的最大减薄和增厚部位,并讨论了芯轴的摩擦系数和钢管末端的压力对管壁厚度变化的影响.     

板材激光弯曲成形数值模拟的研究现状及展望

板材的激光弯曲成形是一种利用高能激光束扫描金属板材表面产生非均匀分布的热应力,从而使板材发生塑性变形的金属板材柔性成形新工艺.数值模拟已逐渐成为板材激光弯曲成形研究中的热点内容.综述了近年来国内外对激光弯曲成形过程的温度场及变形场进行数值模拟的研究现状,并对其应用范围和发展前景作了展望.     

板料渐进成形数值模拟与实验研究

为提高渐进成形的成形效率和成形质量,了解板料渐进成形的变形规律及工艺参数对成形的影响,采用有限元方法对板料渐进成形过程进行了数值模拟研究,分析了斜壁盒形件渐进成形过程应力分布和厚度变化趋势,通过对不同进给量和不同成形路径进行数值模拟,分析了工艺参数对成形的影响.结果表明,斜壁盒形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面拐角处;成形过程中工具头运动轨迹应尽量采用走螺旋线的方式,可以提高成形件的成形能力和成形质量.渐进成形实验表明,数值模拟结果与实验结果基本吻合.     

汽车万向节叉热挤压成形的数值模拟分析

采用刚粘塑性有限元法对万向节叉热挤压成形过程进行数值模拟分析,综合考虑了变形、热传导、变形生热、摩擦生热等多个因素,得出了成形过程中金属流动变化的3个阶段。研究了摩擦条件和终锻温度对成形力的影响,得出良好的润滑条件和给模具进行预热,能够有效的控制成形力,有利于金属的流动及提高模具寿命。     

复杂空间弯管三维自由弯曲成形有限元模拟及试验

目的以一复杂空间弯管为例,开展三维自由弯曲成形实验研究。方法首先提出三维自由弯曲成形工艺解析方法,然后通过有限元模拟与实际试验相结合的方法进行研究。结果有限元模拟所得到的弯管与CAD模型相比,弯曲半径偏差值不超过2%,吻合度较高。实际成形出的弯管与CAD模型对比显示,第1个弯曲段的实际弯曲半径为118 mm,设计值为120 mm,实际值与设计值偏差1.67%;第2个弯曲段的实际弯曲半径为133 mm,设计值为130 mm,实际值与设计值偏差2.30%,2个弯曲半径的偏差值均不超过3%。结论验证了三维自由弯曲成形工艺解析方法的可靠性,有限元模拟较好地指导了实际成形试验。     

基于自由弯曲技术的6061铝合金管的弯曲成形性能研究

目的 对6061铝合金管开展三维自由弯曲成形的研究。方法 对不同弯曲半径的铝合金管进行了弯曲模拟成形,并根据模拟结果对铝合金管进行实际成形研究。结果 根据对6061铝合金管进行的弯曲半径为60, 70, 80 mm的有限元模拟成形结果,发现管材壁厚中性层向弯曲外侧发生明显偏移,且弯曲半径越小,向弯曲外侧的偏移量越大;管材内侧管壁增厚,最大增厚为17.2%,管材外侧壁厚减薄,最大减薄不超过4%,发现随着弯曲半径的减小,管材内侧增厚愈发明显,而减薄变化较小,同时对管材截面畸变进行分析,发现最大椭圆度不超过8%;通过对比模拟结果、实验结果与设计模型,发现管材模拟的弯曲半径最大偏差不超过8%,实验结果则不超过6.5%,而管材模拟的弯曲角度最大偏差不超过4.5%,实验结果则不超过3%,同时发现当弯曲较小时,内侧发生明显起皱,而弯曲外侧也有轻微壁厚减薄导致的畸变缺陷,这与模拟结果吻合。结论 管材壁厚中性层向弯曲外侧偏移与自由弯曲系统轴向推力PL有关,轴向推力使得管材的受压区域增加,而受拉区域减小,导致壁厚中性层外移;实验结果与模拟结果相吻合,验证了模拟对实验成形指导的可靠性。     

AA5B02 铝合金三通管充液成形工艺研究及参数优化

目的基于有限元数值模拟软件Dynaform对三通管的成形工艺进行优化。方法分析不同的初始压力、成形压力、轴向进给力、背压平衡力和合模力等对三通管成形的影响。根据成形过程进行模拟,得到分布应力图、厚向应变图、成形极限图等结果,根据模拟结果对零件的成形性进行分析,预测减薄破裂、起皱和回弹等缺陷。结果初始压力在防止侧推头将管坯推皱的前提下,取值应越小越好。成形压力和最大压力能保证减薄率、增厚率和成形度的要求即可。轴向进给对最终的成形质量影响较大。随着摩擦因数的增大,零件的减薄率不断增加,但是增厚率是先减小后增大。结论根据数值模拟的结果能够很好地优化三通管的成形工艺方案。     

制动系统不锈钢管端部精密成形工艺研究

目的改善铁路货车制动系统管系现有的连接方式,对不锈钢管端部进行精密成形,以得到力学性能较好的锻造接头。方法根据原有管系的连接方式及钢管塑性成形特点,提出对不锈钢管端部进行多工步镦挤的工艺方法。采用Deform-3D三维有限元模拟软件对工艺过程进行数值模拟,分析成形过程中锻件成形情况,以及锻件和模具的受力、温度、金属流动情况等。结果在高温条件下采用的多工步镦挤工艺可以使钢管端部达到成形要求。结论提出的钢管端部塑性成形工艺是可行的,对铁路货车制动系统管系连接方式的改善有重要的参考意义。     

考虑材料参数变化的高强钛管数控弯曲回弹行为研究

目的研究钛管数控弯曲回弹角、回弹半径的变化规律,揭示回弹角和回弹半径变化特征的形成机制。方法基于有限元软件平台,建立考虑收缩应变比-弹性模量变化的Ti-3Al-2.5V钛管数控弯曲成形及回弹全过程的有限元模型。结果回弹角随弯曲角和相对弯曲半径的增加而增加;回弹半径在弯曲角小于30°时,随弯曲角的增加而先变化很小,后显著增加;弯曲角大于30°时,回弹半径随弯曲角的增加而逐渐减小。回弹半径随相对弯曲半径的增加而增加。弯曲角越大,应力分布区域越大,回弹变形越大;相对弯曲半径越大,弯管中处于弹性变形的区域占总变形区域的比例较大,回弹变形越大。结论考虑两参数变化时对回弹角和回弹半径的变化趋势无显著影响,但获得的回弹角和回弹半径均大于忽略两参数变化时的值;考虑收缩应变比-弹性模量变化时,弯曲变形区沿外脊线的拉应力大于忽略两参数变化时的拉应力,卸载回弹时,管材发生大的弹性恢复,表现为回弹角和回弹半径的增加。     

基于数控加工的熔融沉积成型精度控制

目的 为了提高零件熔融成型精度,提高零件的加工质量.方法 提出基于数控加工的熔融沉积成型精度控制方法,根据零件图纸利用计算机实现加工代码的自动编制,通过熔融沉积成型精度自学习,准确生成熔融沉积成型微调值,进而实现熔融沉积成型精度控制.结果 在相同的测试时间内,设计控制方法的控制偏度系数比对照组的低.结论 设计的控制方法...     

异质双金属复合管的弯曲工艺研究进展

发展异质双金属复合管的塑性弯曲成形工艺,是工业技术发展的必然趋势。目前有关双金属复合管弯曲行为的研究,大部分还属于材料性能测试性研究,只有少量文献尝试了异质双金属复合管的推弯、压弯成形工艺。研究发现:基-覆管界面分层、截面畸变和起皱是双金属复合管弯曲过程中频频出现的成形缺陷,且这三者之间存在耦合作用;可以通过合理的内腔填充(如施加一定的内压力,采用合理的芯模)来抑制双金属管的起皱行为;加载力对覆管的作用传递,容易因为界面层的存在而受到阻碍。而绕弯成形过程中作用在管坯上的力,分布均匀、加载位置合理,因此,绕弯成形适合弯曲塑性较好、对力的加载条件要求较高的异质双金属复合管件。近年来,由于弯管不仅要发挥传统的功用,还要满足设计性能、安装空间及轻量化上的要求,发展高精度小半径弯曲的异质双金属复合管弯曲成形技术,已经成为先进制造业发展的必然要求。     

基于留量模型的加工仿真技术

数控加工仿真和验证是CAM系统的重要组成部分。通过仿真实现数控程序的模拟加工,可以节省大量的人力和物力。本文阐述了一种新的基于留量几何模型的数控加工智能仿真和验证系统的建模、体系结构及其实现。     

亚热精密成形过程模具磨损的数值模拟研究

采用数值模拟技术分析了亚热挤压成形阶段坯料及模具上的参量变化。基于修正的磨损模型,将其引入到有限元数值模拟软件中,对亚热挤压过程中模具磨损量的变化情况进行了分析,得到了不同变形阶段的瞬时磨损曲线及一次成形结束时的综合磨损曲线。利用研究结果对模具的磨损寿命进行了预测,与实际情况对比,两者吻合较好。     

数值模拟在整铸涡轮精密成形中的应用现状

随着计算方法和铸造工艺的发展,数值模拟技术在铸造领域中得到了广泛应用.涡轮作为发动机上的重要热端部件,其结构伴随着发动机的更新换代,向着精密化、轻量化、薄壁化方向发展,数值模拟技术也成为铸造工作者控制涡轮质量的重要手段.目前相关学者通过铸造模拟软件对涡轮精密成形的充型过程与宏观物理场结果进行分析,依据模拟结果来改善铸造...