板料成形数值模拟研究

介绍了板料成形动态显式有限元模拟的基本理论,讨论了成形模拟中接触摩擦算法,起皱、破裂的判断及回弹模拟等关键技术。最后,通过介绍NUMISHEET’99三组标准考题及主要模拟研究结果,讨论了有限元模拟技术在板料成形中的应用。     

板料成形过程的数值模拟技术

介绍了板料成形过程数值模拟的一般方法,包括静力隐式算法和动力显式算法,接触问题和拉延筋模型,以及该领域的最新进展和发展趋势。     

板料成形数值模拟软件的研究

研究了板料成形数值模拟软件的发展概况,比较了通用数值模拟软件和板料成表专用数值模拟软件的异同点,并结合作者开发和使用数值模拟软件的经验和体会,指出了开发和选用板料成表数值模拟软件的方法和原则,最后,阐述了板料成形数值模拟软件的发展方向。     

板料冲压成形回弹的有限元数值模拟研究

随着对冲压件的尺寸精度要求的不断提高,精确预测给定冲压件的回弹量大小及分布显得非常重要。采用无模法模拟卸载回弹过程时,需要以加载成形后的应力为基础。本文给出了加载成形中的应力计算方法,并采用无模法建立了卸载回弹的计算模型。文中提出一种不同于传统的初始单元弹性化处理的方法,提高了回弹的计算精度。研究了卸载因子的取值规律对回弹计算的影响。利用自行开发的软件SheetForm模拟分析NUMISHEET’93标准考题中U型件深冲压的回弹情况,验证了该方法的有效性。     

影响板料成形回弹数值模拟精度的因素分析

分析了影响板料回弹精度的数值模拟因素：屈服准则、硬化模式、单元技术及有限元数值计算方法。研究结果表明各向异性屈服准则Barlat89更接近于材料的实际屈服行为;对于具有Bauschinger效应的材料及复杂加载问题,采用非线性混合强化材料模型预测板料回弹量的精度最高;由于实体壳单元具有实体单元和壳单元的优点,预测回弹模拟结果精度高。研究还表明,在时间允许的条件下,采用较小单元尺寸模拟精度高。     

板料成形数值模拟软件的研究

研究了板料成形数值模拟软件的发展概况，比较了通用数值模拟软件和板料成形专用数值模拟软件的异同点，并结合作者开发和使用数值模拟软件的经验和体会，指出了开发和选用板料成形数值模拟软件的方法和原则，最后，阐述了板料成形数值模拟软件的发展方向。     

板料成形中的有限元数值模拟技术

综述了板料成形中有限元数值模拟技术的发展及我国目前板料成形数值模拟技术的研究和应用水平,论述了美、日等发达国家在汽车覆盖件模拟方法取得的进展,指出了今后的研究方向。     

板料单点渐进成形数值模拟研究

板料单点渐进成形过程变形复杂、影响因素多,工艺参数选择是提高成形质量和成形效率的关键。对单点渐进成形过程进行数值模拟,分析了成形件的应力分布和厚度变化以及成形路径、进给量等工艺参数对成形过程的影响。结果表明:成形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面附近;采用螺旋进给方式可有效提高成形质量和成形效率。实验结果显示,实验结果与数值模拟结果基本吻合。     

限制自由度单元及其在板料成形过程数值模拟中的应用

根据板料成形过程的特点，提出一种用于板料成形分析的新单元模型－三维限制自由度单元模型，这种单元既没有膜单元不能考虑横向剪应力的遗憾，也不受壳单元对于局部大的限制毛坯后机加工同时克服了体单元解决板结构问题时刚度矩阵奇异的缺点。     

基于板料成形数值模拟的覆盖件模具结构优化

针对汽车覆盖件模具,提出一种基于板料成形模拟的模具结构拓扑优化方法,得到了新型的模具结构。先通过板料成形数值模拟得到板料对模具的作用力,经格式转换后,将模面节点力导入施加到模具的三维有限元模型上进行结构拓扑优化。运用该方法优化某后备门外板模具结构,经对比分析发现,优化后二次设计的模具结构相对于传统结构具有更高的刚度和更轻的质量,优于传统结构。     

基于Autoform的汽车覆盖件拉深成形数值模拟研究

以典型覆盖件(汽车外轮罩)为研究对象,板料三维成形分析软件Autoform为平台,研究了板料与凸模、凹模的摩擦、压边力、拉深筋等因素对成形性能的影响。通过Autoform的成形仿真预测板料成形过程中减薄、拉裂、起皱等缺陷,同时分析缺陷产生的原因,进而优化板料成形工艺参数和改进模具结构。     

基于Autoform的汽车左右侧围内板前段成形的数值模拟

利用Autoform软件对汽车左、右侧围内板前段进行模拟分析,在压边力、拉深筋等因素已确定的条件下,对板料成形过程中的各个工序进行数值模拟,通过对所得到的成形极限图、厚度减薄率等性能参数的分析,判定各成形工序的合理性,最终确定最优的成形工艺。     

汽车骨架零件成形数值模拟及其建模的研究

汽车薄板类零件大都具有三维空间曲面，在冲压成形中变形复杂，变形规律不易把握；因此汽车薄板零件数值模拟冲压成形技术已成为当今计算力学中富有挑战性的课题之一。阐述了汽车薄板零件冲压有限元建模中的曲面划分、接触参数设置等关键技术问题；并运用非线性有限元软件包SHEET-FORMING对某汽车骨架零件进行冲压数值模拟，分析了可能出现的问题。这对改进汽车模具设计、缩短模具调试周期、降低生产成本具有积极的意义。     

板料成形极限的理论预测与数值模拟研究

本文针对目前板料成形极限的实验、理论计算和数值模拟方法以及成形极限应力图的研究进展 ,进行了综述与分析 ,提出了通过数值模拟方法预测板料成形极限所存在的一些问题。认为找到一种能够尽量减少对外部条件的依赖 ,从而更本质地反映材料性能的方法。     

多道次多点成形过程的数值模拟研究

通过有限元数值模拟方法,分析多道成形工艺以及板材厚度对多道次成形的变形路径的影响。结果表明,多道次成形可以提高板材成形能力,抑制起皱等成形缺陷的产生;另外,成形同一工件时,随着板材厚度的增加,多道次成形所需的道次数减少。     

基于有限元仿真的金属板材单点渐进成形分析

目前对板材单点渐进成形新型工艺的研究多是通过物理试验,从金属宏观位移的角度分析成形过程的一般规律,研究成形参数对成形能力的影响,而无法获得成形过程中真实的变形过程。文章基于刚粘塑性有限元法,应用实体单元,对渐进成形中在直线轨迹和曲线轨迹下的板材成形过程进行数值模拟,分析成形过程中各部分应力、应变的特点,并深入探讨了渐进成形过程的成形机理。研究表明,成形过程中,变形区可以划分为4个具有显著差异的区域考察变形特点;在工具头局部成形时,变形金属在压应力的作用下变形,具有更高的成形极限。     

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。     

有限元模型转换及其在金属板料成形数值模拟中的应用

本文根据CAD和CAE软件各自的功能和特点 ,探讨了板料成形数值模拟中CAD模型向CAE模型转换的方法 ;并针对有限元分析软件ANSYS与ABAQUS的实际特点 ,编写了有限元模型转换接口程序 ,用实例验证了所编接口转换程序的可行性与正确性。     

板成形数值模拟影响因素的正交试验分析

根据正交试验原理，应用板料成形软件对不同压边力、模具与板料间摩擦系数、凸凹模间隙和板料初始尺寸进行数值模拟，将数值模拟的厚度同实际成形件的厚度进行比较，得出上述因素对前翼子板成形结果的影响，并预测了前翼子板较优的理论成形条件。