宽板大曲率半径纯弯曲回弹量理论分析

针对各向异性板料的大曲率弯曲回弹问题,建立了服从Hill屈服准则和指数强化模型的平面应变纯弯曲的回弹理论模型。应用该模型计算了Numisheet'2002无约束柱面弯曲回弹的考题,与实验结果和其它理论模型计算值的对比表明,模型的回弹结果与实验值很接近,其精度优于其它算法。同时还表明,屈服准则的选取对预测板料回弹量有着较大影响,而强化模型的影响则不是很显著。     

考虑初始残余应力的板料弯曲回弹理论分析

在实际弯曲加工过程中,板料内部如果带有初始残余应力,将与弯曲应力发生叠加,对板料的回弹产生一定的影响。由于传统的回弹理论都没有考虑初始残余应力的影响,该文基于平面应变假设,采用服从Mises屈服准则和线性强化材料模型,推导了考虑初始残余应力的板料弯曲回弹角近似公式并基于有限元软件ABAQUS进行了残余应力板料弯曲回弹仿真对比分析。理论计算与仿真结果具有较好的一致性,验证了理论模型的正确性。研究结果表明,残余应力和厚度对板料回弹均有较大影响：沿宽度方向,不同初始残余应力处的板料回弹并不均匀;增大初始残余应力峰值和减小板料厚度均使不同初始残余应力处板料的回弹差值增大。     

型材拉弯的力学与回弹分析

回弹是弯曲成形中普遍存在的现象,是由卸载过程中内力重新分布引起的,回弹的存在直接影响弯曲件的成形精度.本文针对转台拉弯成形过程,对等边型材等曲率拉弯进行了应力-应变分析,并按照卸载预拉力与不卸载预拉力两种情况对工件回弹进行了研究与探讨,得到两组半径回弹率理论曲线.通过与试验结果对比,不卸载拉力计算的结果与试验值比较吻合.     

不锈钢车顶弯梁拉弯成形研究

利用ABAQUS软件,对某轨道车辆的不锈钢车顶弯梁的拉弯成形过程进行了模拟研究,分析了L形型材拉弯后截面畸变及回弹的影响因素及控制方法。结果表明:模具立边深度对截面畸变的影响较大,拉伸量对其影响相对较小;包覆拉伸量对回弹时发生的截面扭曲的影响最大,补拉量对回弹时发生的侧面弯曲的影响最大;采用模具型面补偿法可以有效减小回弹,提高轮廓精度。实验证明,当预拉量和补拉量为1%、包覆拉伸量为7.5%和模具立边深度为H-0.5mm并且模具型面补偿量为最大回弹量的1.1倍时,可以制造出高质量的不锈钢型材拉弯件。     

铝合金型材拉弯成形回弹的有限元模拟

对回弹进行有效预测与控制是提高型材弯曲件精度的关键.为了分析轴向作用力对拉弯制件回弹的影响,采用动力显式有限元仿真软件Pam-Stamp2000对中空矩形截面铝型材AA6082(T5)转臂式拉弯成形过程进行了数值模拟,并与实验结果进行了对比.结果表明:增加预拉可以减小制件的回弹,但预拉达到一定水平后,继续加大预拉力对减小回弹将基本不起作用;当预拉不充分时,增加补拉同样有利于减小制件的回弹,但过大的补拉力对于减小回弹几乎没有任何帮助.可见,型材拉弯成形制件的回弹不仅与加载顺序及加载程度密切相关,同时也受到材料应变硬化特性的制约.     

铝合金矩形管拉弯成形过程的数值模拟

采用动力显式有限元程序Pam-Stamp2000对铝合金矩形管的一种拉弯成形过程进行了模拟,分析了模具最大作用力、管材截面畸变、成形件回弹的变化规律.模拟结果和文献给出的实验结果相当吻合,即模具最大作用力、管材截面畸变均随预拉力的增加而增加,而成形零件的回弹随预拉的增加而减小;相同预拉状况下,增加壁厚有利于减小截面畸变.此外,数值模拟给出了模具对管材作用力及管材夹持端轴向拉伸作用力随模具行程的变化规律,揭示了本文的拉弯实质上是一种非恒定轴向作用力(呈渐增趋势)的拉弯成形方式,这与本文的解析结果高度一致.     

基于指数强化模型的预拉力影响角型材拉弯的回弹分析

为从理论上研究预拉力对角型材拉弯回弹的影响,采用指数强化材料模型,在分析角型材截面应力应变分布的基础上,建立了型材转台式拉弯解析模型.分析讨论了预拉力对角型材截面应力分布和加载弯矩的影响规律,并计算得到了回弹角随预拉力变化的规律曲线.与采用双线性强化材料模型的解析计算结果比较表明:采用指数强化材料模型计算的回弹结果与实...     

拉弯成形中导轨型材的回弹计算

分析了用拉伸弯曲法成形面包汽车中导轨零件时的尺寸和角度回弹,推导出了此类制品成形模具半径和角度的计算方法。     

轨道车辆不锈钢拉弯件模具及夹头设计研究

轻量化设计的不锈钢轨道车辆车体结构件大量采用拉弯成形工艺制造。由于型材拉弯后存在弹性变形,卸载后不可避免地会产生回弹现象,拉弯件的弯曲轮廓精度与回弹的控制密不可分。拉弯胎模的工作面也就是外形轮廓设计直接影响拉弯件的轮廓精度,是拉弯胎模设计的关键。本文以先进的位移控制模式下的数控拉弯机为基础,结合型材拉弯工艺设计软件PSBPD和有限元分析,对拉弯模模具轮廓进行考虑回弹量的精准设计。此外,拉弯夹头的咬合力及工作状态的稳定性也是制约拉弯机正常工作获得合格产品的关键之一。结合拉弯现场试验及工艺参数进一步调整优化,得到了满足要求的高精度的拉弯产品。     

基于不同强化模型的GTN损伤模型及其在板料回弹有限元分析中的应用

为了进一步提高板料成形中的回弹预测精度,分别建立了基于Ziegler 线性随动强化模型、Lemaitre-Chaboche 非线性随动强化以及非线性混合强化模型的Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)细观损伤本构模型,并给出有限元数值积分方法。通过用户自定义材料子程序VUMAT 将损伤模型嵌入到有限元软件ABAQUS 中,以NUMISHEET’93 板料U 型弯曲考题为例,应用显隐相结合的方法模拟分析了不同材料强化模型和损伤对板料回弹量的影响。结果表明:在相同GTN 损伤模型情况下,线性随动和非线性随动强化模型预测得到的板料回弹量较小,等向强化预测的板料回弹量偏大,非线性混合强化预测的板料回弹量介于它们之间。材料模型在考虑损伤因素后,预测的回弹严重程度比无损伤情况时略小,与实验值更相近。     

屈服准则和硬化模型对5052铝板回弹仿真的影响

为选择适合于5052铝合金回弹仿真的材料模型,对LS-Dyna软件中4个材料模型MAT_36、MAT_122、MAT_125和MAT_226所采用的屈服准则和硬化模型进行了分析,采用这4个模型对5052铝板U形件的回弹进行了仿真,对回弹过程中圆角区的应力释放进行了讨论.同时,进行了U形件的回弹试验,并与仿真结果进行了比较.结果表明,4个材料模型中,基于Yoshida-Uemori随动硬化模型和Barlat’89屈服准则的材料模型MAT_226具有最好的回弹预测精度,由各向同性硬化模型和Hill’48屈服准则组合的材料模型MAT_122的回弹预测结果与试验结果的偏差最大.硬化模型对回弹预测精度的影响大于屈服准则的影响.     

基于数字图像分析的薄板成形应变场测量方法

对薄板成形应变场传统的测量方法进行了研究。指出了其不足和误差的来源，提出了数字图像分析法测量薄板成形中的应变场，对测量原理，新的测量方法对传统方法的改进，以及如何降低误差进行了介绍，指出数字图像分析法的前景，提出了改进意见。     

应用应变分析方法对冷轧钢板拉深成形的研究

应用应变分析方法对冷轧钢板在拉深试验过程中拉深杯件各个区域的应变分布规律和应变变化历史进行了研究；分析了典型实物拉深零件JD90型摩托车油箱的应变分布特点；提出了确定拉深成形零件危险部位的方法。     

平面应变条件下饱和土体分叉后的力学性状

土坡和挡土墙的应变局部化和渐进破坏分析的一个关键问题是如何合理描述土体分叉后的力学性状,而从试验得到的峰后应力应变关系实际上并不是土体本身的一种真实本构反应。为此,提出了一种描述含剪切带土体宏观力学特性的改进后的复合体理论(或均匀化理论)。结合干密砂以及饱和松砂、中密砂、密砂的平面应变试验结果,验证了该理论框架的合理性。     

薄板圆筒拉深杯成形的数值模拟

用DYNAFORM软件对拉深杯零件模型进行了仿真计算,对仿真计算结果与实际测试结果进行了比较,两者吻合得较好。用仿真计算结果可估算拉深成形的LDR值。     

幂强化弹塑性材料平面应变反问题

幂强化弹塑性材料在工程领域诸如金属管材制备、岩土工程分析中都具有广泛的应用。幂强化弹塑性材料的本构参数（例如弹性模量）和结构的边界条件（例如位移）往往不容易确定。在这种情况下,反问题为确定这些参数提供了一种新思路。将ABAQUS二次开发的子程序和复变量求导法结合,用于求解基于幂强化弹塑性材料的平面应变力学反问题：以传统的用户单元子程序为框架,将程序中实数变量转换为复数,建立了复数用户单元;采用复变量求导法确定测点位移对反演参数的灵敏度矩阵;结合最小二乘法和高斯消去法对反问题进行迭代求解。给出应用算例讨论了复变量求导法对正问题计算精度影响、算法在反问题求解过程中的精度,以及反演初值、测量误差对反演结果的影响。     

基于韧性准则的金属板料冲压成形断裂模拟

该文基于Rice-Tracey韧性失效准则,探索金属板料冲压成形的断裂数值模拟方法。首先设计两种试验,并结合有限元分析结果确定双相钢板料的材料失效参数;然后,基于Abaqus软件的显式模块Explicit,编写采用Rice-Tracey韧性失效准则的用户自定义材料子程序VUMAT;最后对双相钢薄板深拉成形过程中的断裂行为进行数值模拟,并进行了试验验证。结果表明,数值模拟结果与试验结果吻合较好。可见,Rice-Tracey韧性准则可用于金属板料冲压成形的断裂预测。