拼焊板零件变压边力鲁棒控制策略研究

针对拼焊板零件冲压成形过程中恒压边力方法的不足,提出基于混合H2/H∞理论的变压边力控制方法,建立了变压边力混合H2/H∞控制模型,设计了变压边力混合H2/H∞控制算法和控制逻辑。采用该模型对拼焊板零件冲压成形进行反馈数值模拟,分析有无变压边力混合H2/H∞控制对拼焊板零件成形缺陷的影响,并在变压边力冲压机上进行试验验证。仿真和试验结果表明：基于混合H2/H∞理论的变压边力控制方法可成功冲压出车身前围上盖板,可有效避免恒压边力下的起皱和破裂两种缺陷,该控制方法同时考虑冲压行程和压边板位置进行压边力优化,具有更好的鲁棒性。     

多点变压的压边力控制系统开发

总结了压边力控制技术的最新进展，重点分析了一种新型多点变压的压边力控制系统的工作原理，该压边控制系统的特点是能够提供随压制行程和随法兰位置变化的压边力。对斜侧壁盒形件进行了拉深实验，结果表明该压边控制系统具有很好的变压效果。     

压边力控制技术研究现状及伺服数控压边方法可行性探讨

对压边力控制技术研究现状进行了分析。现有的压边方法多数采用弹性介质传递力和运动。在拉深过程中，压料板和被压板坯的相对位移很小，压边所需能耗很小。实际压边过程中的大部分功耗都转变为弹性介质的势能或动能。采用数控伺服驱动方式压边，更符合拉深过程中的压边力、瞬时功耗、速度等要求。利用伺服电机良好的速度可控性，可以通过压边力调节装置调整作用在板坯上的压边力的大小，更容易实施变压边力控制。给出了最大设计压边力与压边装置结构参数、伺服电机参数的匹配关系，探讨了数控压边的软硬件系统的实现方法。可以以数控压边为手段对拉深过程中的成形极限、理想压边力行程曲线等问题进行深入研究。数控压边对改善生产环境、节约能耗以及完善和改进冲压成形的实验技术等方面有重要的实际意义，还将对冲压成形的自动化、柔性化和智能化等相关技术的发展产生积极的推动作用。     

盒型件拉深工艺参数优化设计研究

针对盒型拉深件在拉深中出现的零件起皱问题,采用正交试验方法研究凸凹模间隙、压边力、摩擦因数和冲压速度这4个因素对零件起皱的影响。利用Dynaform软件对试验进行模拟仿真,考察最大增厚率与这4个因素之间的关系,得到的成形该零件的最佳工艺参数为：凸凹模间隙1 mm、摩擦因数0.15、压边力60 kN、冲压速度6 000 mm/s。根据所得到的优化参数改进了模具结构,从而解决了零件的起皱问题。     

变压边力对拼焊板U形件成形性能影响的研究

拼焊板由于两侧材料差异导致成形性能下降。利用变压边力控制技术能够提高板料成形性能。研究了随位置变化压边力和随行程变化压边力两种变压边力控制方式对拼焊板U形件成形性能的影响。结果表明,利用变压边力控制技术,能够提高拼焊板U形件成形性能。在随位置变化压边力控制方式中,当薄侧压边力小于厚侧压边力,可以缓解侧壁变形程度,但会加剧焊缝移动量;当薄侧压边力大于厚侧压边力,可以缓解薄侧底部变形程度,减小焊缝移动量。在随行程变化压边力控制方式中,线性渐增压边力可以更好的改善拼焊板底部材料变形不均匀性,减小焊缝移动。     

基于Dynaform的圆筒拉深件数值模拟

以Dynaform为模拟分析平台,对典型圆筒件拉深成形过程进行了模拟。用正交实验的方法评定了压边力、冲压速度、凸凹模间隙三个因素对零件成形质量的影响,并得到一组优化的参数值。圆筒件拉深成形相关参数的最优值压边力为20kN,冲压速度为2000mm/s,凸凹模间隙为1.1mm。     

汽车横梁拉深成形的有限元分析

建立了汽车横梁拉深的有限元三维模型，对其拉深成形过程进行了数值模拟，并与实验结果对比分析，说明数值模拟方法的可行性。在此基础上讨论了摩擦润滑条件、压边力和凸模的虚拟冲压速度对板料拉深过程的影响。通过有限元模拟分析方法得到最佳压边力数值，然后通过综合分析数值模拟结果和拉深实验结果确定了实际拉深过程中的最佳压边力。结果表明，在实际拉深过程中要尽量减小模具和板料的摩擦；在模拟拉深成形时，当虚拟冲压速度大于一定值时，会使模拟结果严重失真，因此，汽车横梁拉深数值模拟时最大虚拟冲压速度不要大于2000mm／s。     

汽车前围下横梁冲压成形工艺参数试验研究

优化金属冲压成形的工艺参数对提高汽车零部件质量尤为重要,以汽车前围下横梁为例,选择压边力、凸凹模间隙以及板料尺寸以正交试验的方法对成型件的质量进行优化研究,以拉薄率、面位置间隙作为结果考察依据,试验结果表明:压边力为6MP,凸凹模间隙为1.8mm,板料尺寸为(320×815)mm的汽车前围下横梁工艺参数是最优组合;优化的试验结果说明,合理的工艺参数可在节省材料的同时降低板料的拉薄率和回弹造成的影响,增加成型件的安全性与可靠性,对零件生产有指导意义。     

基于AUTOFORM的机罩有限元分析

根据机罩的实际形状和经验为零件添加了工艺补充面和压料面,并建立了机罩的有限元模型.使用Auto form进行模拟得出模拟结果.通过分析结果优化了压边力.通过详细的分析比较,对机罩冲压的数值模拟基本能够真实地反映出机罩冲压变形的整个过程.这为该零件模具设计和修改提供了可靠的仿真工具和良好的思路,同时为此零件冲压用材的选择也提供了可靠的依据、为CAE技术在覆盖件模具设计中的应用和推广打下了基础.     

基于液压成形的高强钢回弹分析研究

以大梁加强板为研究对象,基于Dynaform成形仿真软件对比液压成形与传统冲压成形对高强钢的回弹影响,并比较液压力、压边力对板料液压成形的回弹规律。结果表明:相比传统冲压成形,液压成形在截面1与截面2处最大回弹分别降低了46.1%与48.8%;液压成形工艺下,压边力与液压力的变化在零件不同截面及不同测量处的回弹规律不同。     

Determining the optimum variable blank-holder forces using adaptive response surface methodology (ARSM)

Wrinkling and fracture are main defects in sheet-metal forming. They can be reduced or eliminated by manipulating a suitable blank-holder force (BHF). But it is difficult to attain the optimum BHF during sheet-metal forming. In this article, a new optimization algorithm integrating the finite element method (FEM) and adaptive response surface methodology $(r)ARSM$(c) is presented to determinate the optimum BHF. To assure convergence, the trust region modes management strategies are used to adjust the move limit of design spaces. Finally, the optimum results of rectangular box deep drawing are given. Experiments are performed to verify the optimal result.     

三角冲压件的压边力成形仿真分析

建立了三角冲压件的有限元模型,利用DYNAFORM软件,采用数值模拟的方法研究了三角形冲压件拉深时,压边力随时间及位置变化对成形性能的影响.基于不同的压边力加载模式,对成形极限进行了仿真分析.分析结果表明,对于不同的压边力模式,拉深成形性能完全不同,合理的压边力能改善板材的成形性能.     

圆筒件拉深过程中压边力的研究

利用恒定压边力经验公式计算得到的压边力值进行模拟时,圆筒件质量存在明显的缺陷。采用变压边力优化曲线作为圆筒件拉深成形的压边力加载模式,研究了临界防皱变压边力曲线的确定方法,应用Dynaform软件对恒定压边力、优化压边力下圆筒件的拉深成形进行了数值模拟,得出了成形极限图(FLD)和材料厚度变化图。将模拟结果进行对比分析,发现在后者作用下的圆筒件平面外缘厚度变化较小,筒壁等其他部分的材料厚度变化率也较小,采用优化压边力可有效防止圆筒件起皱、拉裂现象,提高圆筒件成形质量。     

Closed-loop control of the blank holding force in sheet metal forming with a new embedded-type displacement sensor

Imposing an adaptable blank holding force (BHF) on the flange is an effective technique used to suppress the tendency towards sidewall tearing and to restrain the flange from wrinkling during sheet forming. To this goal, a novel photoelectric displacement sensor was adopted to detect the movement of sheet metal on the die shoulder, and a LVDT (linear variable displacement transducer) placed on the upper die was used to measure the wrinkle height during the process. The output of the PDS can be substituted into a simple formula to calculate the real-time minimum thickness of the sidewall. Together with the readout from the LVDT, the result of the calculation serves as feedback parameters for the BHF control. A tearing-wrinkling algorithm with two modes has been developed in the paper: the fixed-variance mode and the fixed-ratio mode. Beginning with very different initial values of BHF, the proposed BHF controls can attain formability at least as good as the optimal result of the test with constant BHF. The fixed-ratio mode enables the servo-system to react fast in high-speed operations. However, the uniformity of wall thickness is inferior to that of the fixed-variance control. In both cases, the optimal uniformity is obtained under the relatively low initial BHF, while a more uniform sidewall results in a smaller flange area and a product of lower final height is accordingly expected. This revised version was published online in October 2004 with a correction to the issue number.     

拉深孔成形的工艺参数优化与实验研究

为了探讨拉深孔成形技术对提高板料成形性能的有效性，以圆筒形件为研究对象，研究了拉深孔成形条件下的成形性能。采用数值模拟、人工神经网络和遗传算法进行板材成形工艺参数优化，得到了最优化的压边力和拉深孔相对密度等拉深工艺参数。根据优化后的结果设计并完成了相关的工艺实验，取得了与有限元模拟相一致的结果，证明了拉深孔成形技术是一种提高板材成形性能的行之有效的方法。     

盒形件智能化拉深变压边力控制规律及其预测

智能化拉深过程中压边力规律的实时预测是关键技术之一。选择非轴对称件中的锥壁盒形件为研究对象,通过数值模拟和试验对成形过程中压边力随凸模行程的变化规律进行研究,得到能够提高成形质量的较优压边力变化趋势,提出破裂临界压边力控制原理,并将前馈神经网络模型引入盒形件智能化拉深压边力控制规律的预测,预测结果与试验吻合较好,实现较优压边力规律的实时预测,为实现盒形件拉深成形过程的智能化控制奠定基础。     

圆锥形件拉深过程中变压边力的研究

起皱和断裂是板料成形过程的主要失效模式，合理控制成形过程中的压边力，可以消除这些缺陷，提高成形性能。本文以圆锥形件的成形为例，采用Dynaform软件对变压边力控制的成形工艺进行了数值模拟计算，得到了最佳压边力变化曲线。本文还对模拟结果进行了实验验证。结果表明，变压边力拉深工艺能够极大提高板料的极限拉深高度。     

板材拉深成形电控永磁压边方法研究

为了克服传统压边方法不能独立施加压边力,电磁压边能耗高且发热量大的问题,提出了一种基于电控永磁技术的压边方法。根据电控永磁技术和拉深成形工艺的特点,研制了带有磁力压边装置的拉深成形模具。采用有限元方法模拟了磁极单元和磁垫的充退磁过程,在进行磁场和力学场耦合分析的基础上,确定了以磁吸力作为压边力施加在成形板坯上的接触压力分布。由有限元软件模拟的电控永磁压边与传统压边作用下板坯的成形效果可知,两种压边方法所得拉深件的应变分布基本一致。采用电控永磁压边方法分别对直径为180 mm和195 mm的08Al板坯（厚度为0.98 mm）进行了拉深实验,拉深高度为48 mm,结果表明,电控永磁压边方法可以实现压边力的独立加载,能够提供足够大的压边力。最后,分别计算了采用传统压边方法、电磁压边方法和电控永磁压边方法的能量消耗,其中,电控永磁压边方法节能效果最好,相对于电磁压边方法,节能高达95%以上。     

MULTIPOINT BLANK HOLDER FORCE CONTROL IN HYDROFORMING OF FUEL TANK

The study of multipoint blank holder force(BHF) control is carried out for hydroforming a complicated shape motorcycle fuel tank. By finite element method (FEM) simulation, the configuration of multipoint blank holder cylinders and the setting of local BHF are optimized, and the influences of the multipoint BHF on the hydromechanical deep drawing and conventional hydroforming processes are studied. The desired fluid pressure and whole BHF are predicted for hydromechanical deep drawing process. Finally, simulation results are testified by forming experiment, and they are in agreement very well.