薄板深拉延成形有限元仿真

板材成形有限元仿真采用虚拟制造技术反映模具与板材之间的相互作用以及板材实际变形的全过程,有助于推动生产的快速化和设计的智能化.汽车企业通过对板材成形过程的有限元仿真可确定钢板性能参数范围和冲压工艺参数范围,以保证生产的稳定性.采用动力显式有限元软件LS-DYNA,对上海宝钢St14-T冷轧薄板的深拉延成形过程进行了仿真计算,分析了变形过程的金属流动规律.     

型材截面几何特征对绕弯成形翘曲的影响

为提高铝合金型材绕弯成形后弯曲件的尺寸精度,运用仿真分析的方法研究了在绕弯成形过程中截面几何特征对竖直壁型材成形翘曲的影响.改变具有竖直壁结构型材的截面几何特征,得到不同型材的成形结果并进行对比分析.结果表明:增加竖直壁型材外侧横向特征的对称性有助于减小成形翘曲变形;增加内侧特征能够显著减小翘曲.该研究结果可以指导型材截面设计,减少成形的难度.     

金属塑性成形三维有限元模拟软件3D - PFS的开发

金属塑性成形过程的三维有限元模拟仿真是否有效的关键在于快速适用的算法和有效的模拟系统.介绍了自主开发的三维刚塑性/刚粘塑性有限元模拟分析软件3D-PFs的组成及关键技术问题的处理,并给出了计算实例.结果表明:利用该系统可实现对体积和板料成形过程的模拟分析,获得成形过程中材料在模腔中的流动情况及成形规律,该系统是研究金属塑性成形的有效工具.     

有限元在冷弯型钢中的应用

主要运用弹塑性有限元法(借助于 MSC/Mentat 软件)对冷弯型钢成形过程进行仿真分析,对成形过程中轧辊载荷分布进行预测.通过修改孔型参数达到载荷的合理分布,从而控制成品型钢的质量,并为冷弯型钢成形设备设计、校核提供力能参数.     

V型伸长翻边解析与数值研究

为了预示曲面翻边成形性能,采用有限元仿真、解析计算与人工神经网络的方法对V型零件翻边成形进行了分析.通过建立有限元模型研究了工艺参数对成形性能的影响;基于全量塑性理论及膜应变假定,推导了轴对称情况的解析计算模型;以数值模拟结果作为训练样本,建立了V型翻边成形性能预测的BP神经网络模型.研究结果表明:工艺条件对翻边成形有较大影响,其中以张角的影响最为显著;解析模型计算简便,但是只适用于零件张角较小以及相对翻边高度较小的情况;有限元仿真与人工智能相结合的BP人工神经网络模型可以快速有效地预测翻边成形性.     

材料智能处理与制造(IPMM)与金属半固态成形技术

介绍了材料智能处理与制造(IPMM)的概念,结合半固态成形技术特点,分析了材料智能处理在金属半固态成形技术中的应用结合点,从材料成形的模拟仿真预测、工艺过程的智能控制、智能传感器的研究和控制方法等方面提出了金属半固态成形技术智能处理的研究方向.     

基于FPGA的数字多道梯形成形算法研究

数字化能谱测量在核物理实验中应用的非常广泛,其中关键部分就是数字多道脉冲幅度分析器的研制.本文研究了数字脉冲信号的梯形成形算法,将梯形成形算法移植到Matlab中进行仿真,通过分析梯形成形参数对成形效果的影响以得到最佳成形参数;采用FPGA作为主芯片设计了算法的级联型结构,与直接型结构相比,模块化的级联型结构受量化参数的影响较小且运算速度较快;将该结构的梯形算法移植到FPGA,并利用Modelsim软件仿真完成数字脉冲幅度分析器中梯形成形算法的设计.     

Touran轿车天窗框架冲压成形的数值模拟

应用LS-DYNA有限元软件,对Touran轿车天窗框架冲压成形过程进行了数值仿真,研究了框架易于失效沟槽处材料的变形行为,并预测了开裂产生的原因,同时对其成形后的厚度变化、变形安全裕度及天窗框架的材料选择进行了分析.仿真结果与实际冲压结果取得了较好的一致,证明了所建立的天窗框架仿真模型的合理性及计算结果的准确性,同时也进一步说明了材料性能对成形化具有显著的影响,为天窗框架冲压材料的选择提供了科学依据.     

圆柱斜齿轮精密成形数值模拟与试验研究

基于浮动凹模的思想对圆柱斜齿轮的成形及脱模进行了计算机仿真和石蜡试验研究,分析了成形过程的变形特点及脱模后斜齿轮齿形的应变情况,验证了方案的可行性.结果表明:对圆柱斜齿轮采用浮动凹模成形及脱模的工艺方案,可以获得符合精度要求的锻件.     

基于绕弯成形工艺的铝型材截面优化研究

异形多腔铝型材在绕弯成形区会出现严重的截面畸变,截面两侧形成宽度差,不满足平面度要求.为解决这一问题,本文采用数值模拟和实验的方法,对绕弯成形特性进行研究,并通过优化截面特征减小了成形后两侧面的宽度差.研究表明:仿真能够有效预测实际成形状态,成弧半径值、包角值及回弹角值的仿真与实际误差分别为6.7％,0.5％和11％.成形区仿真与实验所得外弧面宽度分别为79.42及79.00 mm,内弧面宽度分别为82.76及82.90 mm,误差为0.17％.通过优化产品截面得出:增强壁厚的方式不能够抵抗成形过程中立筋向内倒塌的趋势;采取增加微小凸台的方法,使得成形后右侧面宽度差由1.60 mm减小为0.90 mm,左侧面宽度差由1.74 mm减小为0.50 mm,两侧凸台能够有效地抑制立筋向内倒塌.经分析凸台位置最大主应变为0.21,未超过材料延伸率22％,满足强度要求.在8％的增重比约束范围内,优化方案增重1.8％,明显提升了成形工艺性.     

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。     

双法兰式三阀组阀体多向精密成形工艺

目的研究双法兰式三阀组阀体多向精密成形工艺。方法根据双法兰式三阀组阀体的结构特点,提出其多项精密成形工艺方案。采用Deform-3D有限元分析软件,对提出的工艺方案进行数值模拟,分析载荷-行程曲线、金属流动规律等,最后进行工艺试验。结果多向精密成形工艺方案可在模具许用应力范围内成形双法兰式三阀组阀体,工艺试验获得的锻件充填饱满,所获数据与模拟结果基本一致。结论双法兰式三阀组阀体多向精密成形工艺是可行的,对实际生产及其他相似零件具有指导意义。     

润滑条件对圆管镦挤法兰成形的影响

对圆管镦挤法兰成形工艺进行了详细的研究 ,采用有限元数值模拟方法分析了润滑条件对成形过程中金属流动的影响及缺陷产生的原因 .给出了两种内径、三种壁厚情况下成形法兰宽度 -摩擦系数关系曲线 ,并进行了圆管镦挤法兰成形试验 ,数值模拟结果与试验结果具有较好的一致性 .     

双孔壳体正反挤压成形工艺

目的设计双孔壳体成形工艺方案,生产出合格产品。方法运用数值仿真方法,模拟双孔壳体成形过程,分析其成形趋势、应变图和应力图等,为工艺设计提供理论支撑。结果通过模拟仿真计算,优化和验证了双孔壳体挤压工艺方案的可行性和合理性。结论通过工艺方案分析、有限元模拟计算,确定了双孔壳体最终成形方案,并且制作出了合格的产品。     

喷射成形工艺过程数值计算的研究进展

主要介绍了国内外目前对喷射成形过程中3个重要工艺环节(即雾化过程、金属熔滴沉积坯凝固时的热传输以及沉积坯形状控制)数值计算的研究进展,同时简介了喷射成形工艺流程,并对喷射成形数值计算以后的发展提出了一些观点.     

镁合金扇形件挤压成形数值模拟

以刚塑性有限元分析为基础,对镁合金扇形零件的挤压成形工艺进行了模拟分析,制定出扇形零件的成形工艺,即镦挤-反挤压复合成形工艺.镦挤制坯工艺优化坯料结构,反挤压工艺成形零件.根据数值模拟的工艺参数进行试验研究,成形出符合要求的零件.     

激光拼焊板前纵梁拉延成形数值模拟研究

在分析激光拼焊板汽车前纵梁成形工艺的基础上,基于DYNAFORM软件平台对前纵梁零件的拉延成形过程及不同工艺参数对成形结果的影响进行了数值模拟研究。针对模拟结果中零件出现的缺陷,提出了初步的工艺改进方案。     

带轴齿轮坯闭式精锻成形数值模拟与实验研究

目的研究带轴齿轮坯闭式温精锻成形的工艺过程。方法根据零件结构特点,制订合理的成形方案,利用有限元分析软件对其闭式精锻成形过程进行模拟分析,并开展相应物理实验对模拟结果进行验证。结果通过模拟获得了齿轮坯成形过程中的等效应力分布、等效应变分布、金属流动规律、温度分布和载荷变化等,实验制得符合要求的锻件,与模拟结果基本吻合。结论闭式温精锻工艺制得了符合尺寸要求的齿轮坯锻件,该工艺方案可行,模拟结果准确可靠,对实际生产有一定指导作用。     

Coupled finite element simulation and optimization of single- and multi-stage sheet-forming processes

This article presents the development and application of a coupled finite element simulation and optimization framework that can be used for design and analysis of sheet-forming processes of varying complexity. The entire forming process from blank gripping and deep drawing to tool release and springback is modelled. The dies, holders, punch and workpiece are modelled with friction, temperature, holder force and punch speed controlled in the process simulation. Both single- and multi-stage sheet-forming processes are investigated. Process simulation is coupled with a nonlinear gradient-based optimization approach for optimizing single or multiple design objectives with imposed sheet-forming response constraints. A MATLAB program is developed and used for data-flow management between process simulation and optimization codes. Thinning, springback, damage and forming limit diagram are used to define failure in the forming process design optimization. Design sensitivity analysis and optimization results of the example problems are presented and discussed.     

Mechanical and geometrical approaches applied to composite fabric forming

In this paper, we are interested in the forming of composite fabric by deep-drawing. Two approaches (geometrical and mechanical) are proposed for the simulation of the composite fabric forming. The geometrical approach is based on a fishnet model. It is well adapted to preliminary design phase and to give a suitable estimate of the resulting flat patterns. The mechanical approach is based on a meso-structural approach. It allows us to take into account the mechanical properties of composite fabric (fibres and resin) and the various dominant modes of deformation of fabrics during the forming process. During simulation of composite fabric forming, where large displacement and relative rotation of fibres are possible, severe mesh distortions occur after a few incremental steps. Hence an automatic mesh generation with remeshing capabilities is essential to carry out the finite element analysis. Some numerical simulations of forming process are proposed and compared with the experimental results in order to demonstrate the efficiency of the proposed approaches.