异形薄壁不锈钢隔热罩冲压成形数值分析

针对异形薄壁不锈钢零件冲压成形过程中存在的成形不足与严重起皱等问题,借助Dynaform软件建立异形薄壁不锈钢隔热罩的有限元模型,分别研究了压边力、冲压速度、摩擦因数和模具间隙4个关键工艺参数对零件冲压成形质量的影响,并根据板料的厚度变化曲线确定了以上关键工艺参数的合理范围。通过增设拉延筋,利用正交试验法对关键工艺参数进行了优化。结果表明,相比优化前的冲压成形工艺,最大减薄率增大了1.22%,最大增厚率减小了2.42%,最大回弹量减小了4.07%,成形不足与严重起皱等问题得到有效抑制。通过试验验证,证实了优化后冲压成形工艺方案的可行性。     

铝合金汽车发动机罩内板成形性能研究

以铝合金汽车发动机罩内板为对象,在初始型面结构的基础上,结合有限元分析,针对其出现的成形缺陷进行多轮优化,改善其成形性能,同时探究了压边力和模具间隙等工艺参数对零件减薄率和回弹的影响。结果表明,在较小的压边力和较大的模具间隙下板料的减薄较小;在一定范围内,随着压边力的增大,零件的整体回弹得到抑制但变化不明显,而局部的负向回弹有所增加,模具间隙的减小也有利于减小回弹。在优化型面结构的基础上对其进行回弹补偿并配合工艺参数的调整,可有效减小零件的回弹。在仿真优化结果的基础上进行铝合金发动机罩内板的冲压试验,试验件与仿真优化结果具有较好的一致性。     

某铝合金汽车发动机罩外板冲压成形工艺

针对铝合金材料弹性模量小、在室温条件下的冲压成形性能较差的问题,以铝合金汽车发动机罩外板为例,基于Autoform软件平台分析其冲压成形过程,通过优化型面结构改进零件的成形质量,研究了冲压工艺参数对零件减薄率和回弹的影响规律。结果表明:当采用小的压边力时,板料的减薄较小;在一定范围内,随着压边力的增大,零件的回弹有所减小。最终通过对模具进行型面补偿并结合适当的工艺参数调整,有效地减小了零件回弹。基于结果进行了发动机罩外板的冲压试验,通过模具调试使制件达到生产要求。     

航空变曲率内蒙皮零件精确成形参数优化北大核心CSCD

为推动复杂曲面航空钣金构件的快速制造,以航空变曲率内蒙皮零件为研究对象,基于冲压拉深技术,通过设计合理的工艺模型并结合有限元分析手段来实现零件的精确成形。以零件减薄率为目标响应值,以压边力、凹模与板料间的摩擦因数、压边圈与板料间的摩擦因数为优化变量,设计3因素5水平正交试验,建立了BP神经网络代理模型,并通过粒子群优化算法(PSO)求解得到最佳的工艺参数组合:压边力为607 kN、凹模与板料间的摩擦因数为0.20、压边圈与板料间的摩擦因数为0.13。采用优化后的工艺参数进行成形仿真,零件的减薄率与成形质量均有所改善,仿真模型的预测值与实际值的平均绝对百分比误差MAPE为2.49%,满足优化精度要求。同时,采用优化后的参数进行工艺试验,一次即成形出合格零件,其实际减薄率与仿真模型预测值的相对误差不大于4.8%,验证了仿真模型的准确性,也证明了优化方法的有效性。     

基于Dynaform及响应面法的封头零件冲压成形及优化

以压力容器上封头零件为例,通过对零件成形工艺进行分析,以板料最大减薄率为优化目标,基于正交试验,结合灰色关联理论分析和响应面中心复合设计方法,利用Dynaform软件研究了压边力X1、摩擦因数X2、冲压速度X3以及模具间隙X4对封头零件成形质量的影响,得到最优工艺参数为压边力154.8 kN,摩擦因素0.15,模具间隙...     

汽车用6061铝型板温冲压减薄预测模型及实验验证

选择Autoform对6061铝型板开展模拟测试，对比不同温冲压工艺下的板材成形性能，构建了预测型板温成形件的减薄参数模型，并设计了验证实验方案，零件合格率得到显著提升。研究结果表明：板料温度提升过程中，型板温成形件的减薄率先降低再升高。逐渐提高压边力后，成形件形成了更大的减薄率。提高摩擦因数后，各点的减薄率的变化均增大。板料温度、摩擦因数、压边力均会引起减薄率的明显变化，在三元二次回归方程基础上构建减薄预测模型。预测和实测减薄率对比结果误差的最大值与最小值分别为6.6%与1.4%,说明经过修正处理的模型可以实现对危险区减薄量的准确预测。该研究为优化6061铝板料温冲压工艺提供了理论参考。     

成形工艺参数对U形件回弹影响的仿真分析

针对U形件弯曲回弹问题,在Abaqus软件中建立6061铝合金薄板U形件拉延成形二维有限元模型,使用Numisheet’ 2011会议回弹测量方法和成形极限图缺陷判据,研究U形件成形过程中单工艺参数对回弹量的影响,通过L_9(3~4)正交试验获取U形件回弹控制最优工艺参数组合。结果表明:不改变其他成形工艺参数,U形件回弹量随着凸、凹模圆角半径或拉延深度的加大,总体呈上升趋势,随凸、凹模间隙值的减小总体呈下降趋势;U形件回弹量随"凸模-板料"摩擦因数的增大而增大,随"凹模、压边圈-板料"摩擦因数或压边力的增大而减小;成形工艺参数影响U形件回弹量的主次顺序依次为"凹模、压边圈-板料"摩擦因数、"凸模-板料"摩擦因数、凸、凹模间隙值、压边力,以优水平工艺参数组合A_2B_3C_1D_3进行成形模拟,U形件法兰端部最大位移偏移量为0.84 mm,回弹控制效果明显。     

基于PSO-BP和灰色关联度分析的盒形件成形工艺参数反求

以非线性有限元分析软件Dynaform为平台,基于粒子群算法优化的BP神经网络和灰色关联度,对盒形件成形过程进行成形参数寻优并反求。先利用正交试验法获取不同组合下的减薄率数值;采用灰色关联度理论,找到对该盒形件最大减薄率起主要影响的两个因素即压边力和摩擦因数;运用拉丁超立方抽样对选出的两个主要因素进行随机抽样,通过Dynaform进行数值仿真以获得样本数据;基于PSO-BP模型,将压边力和摩擦因数作为两输入值,最大减薄率作为输出,建立压边力和摩擦因数与最大减薄率之间的非线性映射关系,其后,利用粒子群算法对其优化可获得最优工艺参数和对应输入值。对比优化前后的数值模拟结果可知,优化后的冲压参数可以有效提高板料成形性能。     

基于MLP-PSO算法的锆合金支撑架成形质量优化

为了提高锆合金支撑架的冲压成形质量，基于Dynaform软件和正交试验设计方法，将最大减薄率作为评价指标，研究了折弯半径、板料厚度、摩擦因数、凸凹模间隙、压边力和冲压速度等参数对支撑架成形质量的影响规律。通过数值模拟获得了样本数据，利用多层感知机神经网络训练出预测支撑架减薄率的模型，对各因素的相关性进行分析，并通过粒子群优化算法得到了最优参数方案。结果表明：多层感知机神经网络模型能够有效预测支撑架的减薄率。在影响支撑架冲压的各参数中，折弯半径和摩擦因数的影响较大，凸凹模间隙和冲压速度的影响较小。采用粒子群算法优化后的参数方案进行冲压成形，最大减薄率降低24.2%,可有效降低支撑架的破裂率，提高支撑架的冲压成形质量。     

油箱盖板拉深成形的有限元分析及工艺参数优化

以油箱盖板为研究对象,利用Dynaform有限元软件模拟了油箱盖板的拉深成形过程,分析了板料拉深成形过程中的起皱与拉裂等缺陷,选取模具间隙、冲压速度以及压边力3种工艺参数进行正交试验及参数优化,通过正交试验的极差分析得出影响油箱盖板最大减薄率的主次顺序为:模具间隙、压边力、冲压速度.此外由方差分析可知模具间隙及压边力对最大减薄率的影响显著.模拟结果表明,油箱盖板拉深成形的最优工艺方案为:模具间隙1.5t,冲压速度3000 mm·s-1以及压边力60 kN,其零件的最大减薄率及最大增厚率分别为13.23％与11.12％.采用拉深模具对优化后的工艺方案进行实验验证,零件的最大减薄率及最大增厚率分别为14.87％与12.64％,模拟结果与实验结果比较吻合,且油箱盖板的成形质量较好.     

基于Dynaform及响应面法的6016铝合金散热壳体冲压成形及优化北大核心CSCD

以6016铝合金散热壳体为研究对象,通过分析零件的成形工艺,确定采用Dynaform软件对零件的拉深成形工艺进行有限元模拟,以零件的最大减薄率为评价其成形质量的指标。基于正交试验设计,研究了压边力、摩擦因数、冲压速度以及模具间隙对零件成形质量的影响规律。基于灰色系统(GS)理论分析出与零件最大减薄率关联度较高的工艺参数,并通过响应面法(RAM)进行中心复合设计(CCD),得到最优的工艺参数组合为:压边力为20.1 kN、摩擦因数为0.16、冲压速度为1500 mm·s^(-1)、模具间隙为1.05 mm,零件最大减薄率为23.029%。将采用该方案制得的实体零件与数值模拟结果进行对比和分析,结果表明数值模拟分析结果具有可靠性,可为散热装置零件的成形提供一定指导。     

基于正交试验法的车用侧墙板冲压成形工艺参数分析

在CAE技术的基础上,通过正交试验研究了车用侧墙板冲压成形过程中压边力、摩擦条件、拉深筋、模具间隙4种主要的工艺参数对零件成形质量的影响,通过统计技术对零件成形性能数据(最大减薄率和变形不充分性)进行了极差分析,在正交试验结果的基础上分别对最大减薄率和变形不充分率进行工艺参数优化。研究结果表明,4种工艺参数中压边力对侧墙板零件减薄率和变形不充分性的影响最为显著,由正交试验得到的优化方案能有效地减小最大减薄率和变形不充分性。     

基于凹模压边区摩擦学性能的冲压仿真分析

通过改善凹模压边区摩擦学性能以提高冲压成形件质量,分别利用YLP-20型激光加工系统和多弧离子镀沉积设备在试样表面制备三角形微织构和TiN薄膜,采用UMT-3摩擦磨损试验机开展摩擦学性能试验;通过Dynaform软件建立有限元模型,以凹模压边区为研究对象,根据试验所得摩擦因数对冲压过程进行仿真分析。结果表明:镀膜和织构两种表面处理技术均能降低凹模压边区与板料间的摩擦因数,且先织构后镀膜技术具有最佳减摩效果;板料的减薄率随摩擦因数的减小而降低,增厚率则相反,并在摩擦因数减小到0.150后板料厚度变化趋于稳定;增大压边力会导致板料减薄率增加,减小凹模压边区与板料间的摩擦因数可抑制这一负面效果;将表面织构和镀膜技术应用于凹模压边区改善板料成形性能是可行的。     

基于正交试验的S梁冲压成形分析

板材在冲压成形过程中,复杂结构零件会产生很多缺陷,如起皱,拉裂及卸载后工件的回弹,严重影响了冲压件的成形精度。采用数值模拟与正交试验相结合的优化分析方法,研究了S梁覆盖件冲压成形工艺的优化。依据正交试验方案,以凹模圆角半径、冲压速度、摩擦系数、压边力为研究因子,最大减薄率、最大增厚率为评价指标,采用有限元软件Dynaform进行冲压成形模拟。最终得到了最优的凹模圆角半径、冲压速度、摩擦系数、压边力等工艺参数组合。     

乘用车地板通道零件回弹及起皱特性分析

地板通道零件是乘用车车身骨架中形面复杂的代表性零件,零件冲压成形过程中极易产生回弹与起皱从而影响到零件质量。应用CAE分析软件-Autoform对地板通道零件的板料冲压成形过程中回弹与起皱特性进行分析,得到了最佳的冲压力、冲压速度、压边力及回弹补偿等参数,确定最优工艺参数为:冲压速度5000 mm·s-1,压边力1200 k N、模具拉延筋向外移动4 mm。采用最优工艺参数进行成形工艺试验,试验结果表明,成形零件回弹变形量可以控制在-0.626~0.937 mm之间,同时解决了零件起皱缺陷,获得了质量合格的地板通道零件。     

基于CAD/CAE的前翼板支架拉延模设计

运用CAE分析软件对前翼板支架成形过程进行了仿真分析，预测了拉延成形过程中的起皱和拉裂等缺陷，模拟分析得出前翼板支架起皱分析图、厚度变化图和成形极限图，并依此来判定其成形效果。运用正交试验法研究了压边力、冲压速度、摩擦因数、模具间隙和拉延筋阻力系数5个工艺参数对成形结果的影响，获得了工艺参数优化组合为：压边力1800 kN、冲压速度2000 mm·s^-1、摩擦因数0.16、模具间隙1.1t、拉延筋阻力系数0.5,优化后产品最大减薄率为20.4%,最大增厚率为7.5%,符合产品要求。利用UG WAVE技术，采用自顶向下的装配建模，快速设计出了前翼板支架拉延模具结构，该技术符合参数化产品设计过程和规则，使模具设计和修改更加便利。最后在试模阶段对前期工艺方案进行了验证，得到的试模结果和仿真分析结果基本保持一致，产品最大减薄率为21.3%,最大增厚率为8.1%,均满足成形要求。     

某汽车内板冲压成形工艺优化及回弹补偿

为了解决某汽车纵梁冲压成形过程中存在的破裂、起皱和回弹等缺陷,提出了基于正交试验设计、数值模拟、克里金模型和遗传算法相结合的优化策略。在该策略中,正交试验设计用于构建试验安排,数值模拟用于得到试验参数组合下的冲压成形结果,克里金模型用于预测冲压成形指标,遗传算法用于优化代理模型。对正交试验结果进行方差分析,结果表明,该汽车纵梁冲压成形过程中压边力和模具间隙对冲压零件的最大减薄率和最大回弹有显著性影响。此外,通过遗传算法优化得到了最优工艺参数组合,即压边力为1600 kN、模具间隙为1.652 mm时,得到的冲压零件最大回弹量为4.42 mm,最大减薄率约为14%。经过回弹补偿后进行了冲压试制,得到的冲压零件表面质量良好,无起皱和破裂等缺陷,且零件的偏差较小,能够满足工艺生产的需求。     

基于响应面法的汽车后轮罩工艺参数优化

以某汽车后轮罩作为研究对象,采用响应面法对冲压工艺参数进行优化。选取压边力、拉延筋阻力系数、摩擦因数、凸凹模间隙为工艺参数变量,优化目标为拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量。采用Box-Behnken法设计响应曲面试验,建立工艺参数与拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量之间的响应面模型;通过响应面模型优化得到的压边力为350 kN、拉延筋阻力系数为0.40、摩擦因数为0.13、凸凹模间隙为0.6 mm。采用经过优化的参数组合模拟得到的拉延工序最大减薄率和修边工序后最大回弹量的误差分别为0.5%和0.2%,可用于替代有限元模型进行计算。根据最优工艺参数组合指导模面回弹补偿并进行试生产,可以生产出满足质量要求的汽车后轮罩。     

前围外板冲压工艺及回弹补偿

以某客车前围外板零件为例,研究了该零件的冲压工艺及回弹补偿问题。结合制件特性、考虑成型性、材料利用率等问题,确定了初版冲压工艺方案,再利用CAE软件进行分析,进行回弹预测,根据回弹结果优化工艺补充后,最终锁定板料尺寸、压料面、压边力、拉伸筋系数等参数,最后通过精细分析,制定回弹补偿方案。     

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。