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。     

基于凸模凹模圆角半径的改变解决支撑件回弹

以HSLA420高强钢U形结构支撑件为研究对象,在使凸、凹模的间隙、摩擦因数、压边力等因素对其回弹影响最小的基础上,用Dynaform软件对成形及回弹过程进行模拟,研究凸、凹模圆角半径变化时支撑件回弹值的变化。采用单一变量法,分别以不同大小的凸、凹模圆角半径为自变量,相应支撑件两臂之间的回弹值为因变量,作出凸、凹模圆角半径-回弹值的曲线,分析凸、凹模半径变化时回弹值的变化规律,并选择合适的凸、凹模圆角半径使支撑件的回弹值接近零,能够不用整形或仅需一次整形将支撑件的圆角部分调整到符合工艺要求的尺寸,避免多次整形造成圆角处材料过度变薄,造成冲压件出现裂纹等缺陷。     

基于Dynaform的DP600高强钢U形弯曲回弹影响因素研究

为探究工艺参数对DP600高强钢回弹的影响规律,在Dynaform有限元仿真软件中,采用考虑随动硬化的材料本构模型,探究压边力、成形间隙、摩擦系数、凸模形状、板料厚度5个因素对制件回弹的影响。结果显示:小间隙、大摩擦系数、大板料厚度均可减小制件回弹。U型件成形过程中以弯曲变形为主时,小压边力对回弹有利,以拉伸变形为主时,大压边力对回弹有利。凸模形状对回弹影响不大。可为回弹较大梁类件提供工艺优化或材料调整建议。     

基于响应面法的DP600高强钢U型件冲压拉延回弹变形研究

拉延中的回弹影响零件的成形精度和后续的装配精度,是高强钢和超高强钢成形件的主要问题之一。本文建立了DP600高强钢U型件的有限元模型,得到了不同压边力、摩擦系数、模具圆角半径下的回弹结果。利用响应面法分析了不同因素对成形结果的影响。得出的结论是:在摩擦系数较小时,板料的回弹程度随压边力的增大先增大后减小;在摩擦系数较大时,板料的回弹程度随压边力的增大而减小。压边力、摩擦系数及其交互作用均对回弹程度有显著影响。模具圆角半径对回弹影响不显著。     

基于不同U形弯曲冲压工艺的高强度钢板回弹实验研究

基于自行设计制造的回弹实验模具,针对帽形件进行了大量的实验研究与分析,比较了HC420LA、HC420/780DP和QP980这3种不同性能的高强度钢板在不同U形弯曲成形的冲压工艺及不同成形状态下的回弹规律,为实际生产和设计提供理论指导。结果表明:任一冲压工艺下,HC420LA钢的回弹都远小于HC420/780DP钢与QP980钢;帽形件侧壁回弹在自由弯曲成形工艺下最小,法兰边回弹在中间预压料弯曲成形工艺下最小,而带压边力弯曲工艺下的回弹始终最大;随料厚的增加,3种高强度钢板的回弹不断减小,但料厚为1.4 mm的QP980钢进行中间预压料弯曲成形时,回弹呈反向增大的趋势;3种高强钢板的回弹随凸凹模间隙的增大而增大,180～280 kN压边力区间对HC420/780DP钢和QP980钢影响较小,而板料法兰边回弹随弯曲角度的增大而增大。     

基于Dynaform的高强钢U形件回弹影响因素研究

基于有限元理论与选定的回弹角度判定标准,采用Dynaform软件探究了汽车U形件在弯曲成形过程中压边力、摩擦系数、板料厚度和凸模圆角半径对回弹的影响。研究结果表明：回弹角度随板料厚度增厚而降低,随凸模圆角半径增加而增加,随压边力增大先增大后减小,随摩擦系数增加先增大后减小。不同因素对回弹影响程度并不相同,在选定参数范围内板料厚度因素影响最明显,压边力次之,摩擦系数略低于压边力,凸模圆角半径影响最小。     

抛物面形件拉深成形有限元分析与正交优化

分析了影响抛物面形件成形性能的主要因素:压边力、板厚、冲压速度、摩擦系数以及凹模圆角半径。借助Dynaform软件对抛物面形件拉深成形进行了单因素分析,得到了合理的压边力、板厚、摩擦系数和凹模圆角半径取值范围。采用正交实验方法进行了多因素的正交优化分析,得到了最优的参数组合。     

基于Dynaform的L形件弯曲回弹有限元分析

以L形件为研究对象,根据板料成形特点及回弹规律,利用Dynaform软件对L形件冲压成形进行了回弹仿真试验。依据回弹仿真试验结果,用正交试验法对冲压参数凸凹模圆角半径、板材厚度、压边力和摩擦系数与L形件冲压回弹之间的关系进行了分析。结果显示,凸凹模圆角半径、板材厚度、摩擦系数对L形件的冲压回弹有显著影响。当弯曲工艺参数处于合理范围内时,L形冲压件回弹量随凸凹模圆角半径增大而增大;随板料厚度的增大而越小;随摩擦系数和压边力的增大,回弹角先增后减。     

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.     

轨道车辆侧柱成形缺陷数值分析

主要研究了轨道车辆车体钢结构中侧立柱构件的冲压成形工艺,对截面回弹的主要影响因素压边力、凸模圆角半径、凸、凹模间隙等进行了数值分析和优化,并加以实验验证。实验结果表明,成形件截面回弹量得到有效控制,解决了截面开口量过大问题,获得了高质量成形件。     

考虑包辛格效应的高强钢U型件冲压回弹规律分析

回弹问题限制高强钢的广泛使用。数值模拟预测高强钢回弹的精度很大程度上取决于所应用的材料模型是否能对材料的包辛格效应准确描述。本研究旨在将力学解析方法、数值模拟技术、响应面分析法综合应用于高强度薄钢板U型件冲压回弹的预测中。基于考虑包辛格效应的材料模型实现高精度模拟预测回弹,随后利用理论解析方法结合有限元模拟与响应面法分析压边力、摩擦系数、模具圆角半径对回弹的影响规律。结果表明,摩擦系数较小时,板料的回弹程度随压边力的增大而减小;而摩擦系数较大时,板料的回弹程度随压边力的增大而增大。选择合适的模具圆角半径可以显著减小零件的回弹量。     

高强钢精密冲压件回弹量预测及控制研究

运用Dynaform软件建立高强钢板DP590的U形件有限元模型,进行了恒定压变力、恒定冲压速度条件下的回弹预测,并通过相同条件下的实验验证了回弹预测的准确性。为实现高强钢精密冲压件回弹的智能控制,进行了变冲压速度和变压边力条件下的U形件的拉深试验。其试验结果表明,采用变压力技术比变冲压速度技术更能有效地控制高强钢精密冲压件的回弹。     

高强度钢板U形件冲压回弹的仿真研究

利用Dynaform软件对高强度钢板U形件在不同成形参数下的回弹情况进行了模拟分析,着重研究了压边力和摩擦因数对回弹的影响,并通过试验对模拟结果进行了验证,对实际生产具有指导意义。     

基于正交试验和神经网络的激光拼焊板回弹预测

准确预测和有效控制拼焊板成形回弹,研究各因素的影响及其交互作用具有重要意义。以U形件拼焊板为研究对象,通过数值模拟、正交试验和神经网络相结合的方法,考察多个工艺参数对拼焊板回弹的交互作用,建立拼焊板回弹的BP神经网络预测模型,对U形件拼焊板的回弹进行预测和控制。结果表明,板料参数、焊缝位置、压边力、模具间隙、凹模圆角等均对拼焊板回弹有重要的影响,并存在交互作用;建立的BP神经网络模型能很好地预测U形件拼焊板在各参数影响下的回弹变化趋势,和给定一组工艺参数下的拼焊板回弹量,为拼焊板的回弹控制提供了可靠的依据。神经网络技术在拼焊板回弹预测中的应用,为拼焊板成形优化研究提出了新思路。     

基于模拟退火算法的高强钢Yoshida-Uemori材料模型参数反演分析

针对Yoshida-Uemori模型参数难于确定的问题,以DP600双相高强钢为例,提出将图解法与有限元模拟反演技术相结合,应用工程优化数学思想,借助于模拟退火算法最小化有限元计算值与物理试验真实值之差,兼顾结果精度与求解效率。通过使用不同初始值反演分析可以发现,此求解方法对于初始值具有良好的适应性,可极大提升反演结果的容错率,更适于实际应用。并通过V型弯曲试验验证了经由该方法测定的Y-U模型参数可直接用于有限元回弹仿真模拟中。     

Simulation of springback variation in forming of advanced high strength steels

Variations in the mechanical and dimensional properties of the incoming material, lubrication and other forming process parameters are the main causes of springback variation. Variation of springback prevents the applicability of the springback prediction and compensation techniques. Hence, it leads to amplified variations and problems during assembly of the stamped components, in turn, resulting in quality issues. To predict the variation of springback and to improve the robustness of the forming process, variation simulation analysis could be adopted in the early design stage. Design of experiment (DOE) and finite element analysis (FEA) approach was used for the variation simulation and analysis of the springback for advanced high strength steel (AHSS) parts. To avoid the issues caused by the deterministic FEA simulation, random number generation was used to introduce uncertainties in DOE. This approach was, then, applied to investigate the effects of variations in material, blank holder force and friction on the springback variation for an open-channel shaped part made of dual phase (DP) steel. This approach provides a rapid and accurate understanding of the influence of the random process variations on the springback variation of the formed part using FEA techniques eliminating the need for lengthy and costly physical experiments.     

变压边力下高强度钢板的回弹研究

回弹是影响板料成形精度的缺陷之一,特别是对高强度钢板控制回弹是板料成形中研究的重要课题。通过对高强度钢板的回弹仿真,证明合适的变压边力能够减小成形后的回弹,并通过实验验证了这一结论的正确性。     

顶端板拉深回弹控制与影响因素分析

针对某轨道客车顶端板拉深成形存在的缺陷,运用塑性力学理论进行应力分析,提出优化补充造型和翼边反向拉深的控制方法,并运用数值模拟分析不同因素对板料拉深回弹和翘曲的影响规律。结果表明,进行板料工艺补充、增加翼边拉深工序能有效地减小端壁翘曲和拱顶外张。增大板料大曲率半径段外扩量、增大压边力和减小凹模圆角半径能有效减小端壁翘曲回弹量。控制翼边顶料板圆角半径在R4~R8mm,凸、凹模间隙在1.6~2mm,翼边压边力小于3000kN都能有效地控制板料拉深回弹。     

Numerical and Experimental Investigation into Hot Forming of Ultra High Strength Steel Sheet

Hot forming of ultra high strength steel (UHSS) sheet metal grade 22MnB5 boron for channel components using water cooling is studied on a laboratory scale. After hot forming, the different microstructures such as martensite, bainite, and pearlite in formed component are produced, which are closely related with mechanical properties of formed component. The effect of forming start temperature and the contact state between blank and die on the microstructure evolution is investigated. In addition, the effect of processing parameters, such as forming start temperature and blank holder force (BHF), on the final quality of component, i.e., springback, that happens after hot forming of UHSS is investigated. It can be concluded that the forming start temperature has a significant effect on the final mechanical properties of formed components. The effect of forming start temperature on springback is examined in detail under a wide range of operating conditions. The higher the BHF and the forming start temperature, the lower is the springback after hot forming. Furthermore, thermo-mechanically coupled finite element analysis model encompassing heating of sheet blank, forming and quenching are developed for hot forming process. The stress distributions on sheet blank under different conditions during hot forming are compared to gain a fundamental understanding of the mechanism of springback. Comparisons show that numerical simulation results have good agreement with experimental results.