韧性断裂准则在高强钢板料成形中的应用

 针对板料成形中的韧性断裂准则预测成形极限的方法,进行了综述和分析,提出了利用韧性断裂准则能够较好地预测塑性差的板料成形极限,而且还能考虑应变路径的变化．将Cockroft和Latham准则应用到高强度钢板DP590的成形预测中．对高强钢DP590进行了单向拉伸试验,获得了相应的物性参数．同时对该高强钢进行了方盒件成形试验,并进行了相应的有限元模拟．通过对高强钢的极限试验,利用有限元模拟获得了该材料的Cockroft和Latham准则常数．最后利用该常数对方盒件的拉深过程进行了缺陷的预测,模拟结果和试验结果完全吻合．表明韧性断裂准则是可以应用到高强度钢板的成形中的．     

QP和DP钢面内成形性能与边部成形性能对比研究

目的 以宝钢生产的QP980、QP1180、DP980、DP1180 4种典型超高强钢材料为研究对象,进行QP、DP钢种材料面内与边部成形特性对比分析。方法 采用单向拉伸设备以及成形试验机,并结合DIC分析技术,对4种材料的力学性能、面内成形性及边部成形性进行试验研究。结果 与DP钢相比,同等强度级别QP钢的均匀延伸率及加工硬化系数均明显更高。在面内成形应变状态下,同等强度级别QP钢极限成形深度均明显大于DP钢的,但主、次应变大小差异不大。在边部成形应变状态下,同等强度级别QP、DP钢极限成形深度以及主、次应变大小均差异不大。QP、DP钢面内成形最大主应变均明显大于边部成形最大主应变。结论 与同强度级别DP钢相比,QP钢具有更高的均匀延伸率及加工硬化系数。QP钢材料的加工硬化系数高,材料内部协同变形能力强,面内成形性能明显优于DP钢材料的,但两者的边部成形性能差异不大;QP、DP钢材料能承受更大的面内主应变,受边部加工硬化及毛刺的影响,冲裁后,边部应变明显降低,在QP、DP超高强钢零件设计制造过程中,应尽可能避免边部发生较大的变形。     

铝合金双曲率薄壁件电磁渐进辅助拉伸成形工艺方案设计与开发

目的 针对铝合金双曲率薄壁件传统拉伸成形工艺成形均匀性差的问题,提出一种采用电磁渐进辅助拉伸成形的高精度成形工艺。方法 设计电磁渐进辅助拉伸成形工艺方案,基于有限元仿真软件LS-DYNA R13.0,建立拉伸成形和电磁成形有限元模型。通过数值仿真研究线圈移动路径和放电电压组合对成形质量的影响以及薄壁件的整体贴模成形过程和等效塑性应变。结果 与单程放电相比,双程放电能够大幅度提高板材变形均匀性。与以中间值电压连续放电以及先大电压后小电压的放电电压组合相比,在先小电压后大电压的放电电压组合下,板材的成形质量更高。选择线圈双程顺序移动路径和7 kV-10 kV放电电压组合,通过10次拉伸和9层54次放电,得到了减薄率仅为3%的贴模性良好的双曲率薄壁件。变形量基本呈现随着放电层数的增加而不断降低的趋势。电磁放电仅扩展更大的塑性应变区域,不改变已贴模区板材的塑性应变值。结论 与拉伸成形相比,电磁渐进辅助拉伸成形工艺有效提高了板材的塑性变形程度并极大控制了回弹的发生。     

超高强QP980钢冲压成形性能

目的研究宝钢新一代先进高强钢QP980与第一代先进高强钢DP980的冲压成形性能。方法采用单向拉伸、光学应变分析和帽型拉弯成形等试验方法,分析两种超高强钢在加工硬化、成形极限、拉弯成形侧壁减薄和回弹等性能特性。结果 QP980的伸长率达到21.6%,与DP980钢相比有更高的强塑积,在变形过程中能够维持较高的瞬时n值,进而提高了材料的成形极限。帽型拉弯试验中,在不同的流入距离条件下,QP980钢的侧壁减薄率均低于DP980钢。在不同压边力条件下,QP980(厚度1.0 mm)材料的回弹量大于DP980(厚度1.2 mm)材料。结论 QP980在梁型件成形过程中具有优良的抗减薄特性,采用QP980钢进行冲压成形时应考虑比同级别DP980钢更大的回弹补偿量,或者采用更大变形量的工艺设计。     

基于VPF工艺的铝合金覆盖件回弹研究

为了研究VPF工艺对铝合金覆盖件成形过程中回弹的影响,对VPF工艺成形过程中铝合金双曲率覆盖件的回弹特征进行了数值模拟和实验研究,并且与传统刚模成形零件的回弹特征进行了对比.研究结果表明:VPF工艺成形的铝合金双曲率覆盖件的回弹过程中同时存在正、负回弹现象,而传统刚模成形的零件回弹过程中只存在正回弹,并且VPF工艺成形的铝合金双曲率覆盖件大部分区域的回弹量小于传统刚模成形的零件;随着成形深度的增加,VPF工艺成形的铝合金双曲率覆盖件正回弹降低,负回弹量增加.     

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。     

数值模拟在陶瓷粉末材料冷等静压过程中的应用

为了解释陶瓷粉末件低密度缺陷的形成原因，借助有限元分析软件MSC.MARC对陶瓷粉末件的冷等静压（CIP）形成过程进行了有限元数值模拟，从数值计算的角度给出了成形过程中粉体的应变分布、密度分布规律，并提出了改善陶瓷粉末体件低密度现象的对策，研究结果表明：在CIP成形过程中芯棒顶端倒角处变形受到抑制，等效应变最大，相对密度最小，出现变形不均匀现象；粉末构件的几何形状、尺寸、模具形状对低密度区域的形成有较大影响。     

双筒形件铲旋成形应力应变场有限元分析

提出了双筒形件旋压加工的一种新方法——铲旋工艺。分析双筒形件铲旋成形过程应力应变场分布规律,是研究双筒形件铲旋成形机理的基础和前提。基于有限元分析软件Deform-3D对双筒形件铲旋成形进行数值模拟,采用该模型获得了双筒形件铲旋成形过程的应力和应变场的分布特征,并提取成形载荷进行分析。分析结果可为铲旋成形工艺研究和工艺参数优化提供理论依据。     

旋轮形状对杯形件单道次拉深旋压成形的影响

对杯形件单道次拉深旋压成形过程进行了分析,重点讨论了具有两个圆弧工作面的旋轮形状对成形过程的影响.研究结果表明,不同的旋轮形状不仅改变了旋压力p的大小,并且由于其对厚度应变ε的分布影响较大而造成整个旋压过程变形特征的改变,从而导致在工件的不同部位产生破裂.     

双辊夹持板料旋压成形过程塑性变形行为的研究

双辊夹持式板料旋压成形是用来加工薄壁回转体法兰零件的新工艺。为了研究其旋压成形过程中的塑性变形行为,利用ABAQUS软件建立了双辊夹持旋压成形过程的三维有限元模型,并进行了薄壁回转体法兰零件的旋压成形过程的数值模拟,获得了成形过程中等效应力、应变及壁厚的分布。研究了翻边长度对成形件应力应变及壁厚减薄率的影响规律。结果表明等效应力、应变及最大壁厚减薄率均随着翻边长度的增大而增大,由此根据不同的毛坯材料可以确定相应的最大翻边长度。     

非对称楔横轧成形轴类件成形过程仿真分析

目的研究非对称楔横轧轧制单轴类件的成形过程。方法利用有限元技术仿真分析了非对称楔横轧轧制单轴类件的成形过程,获得了非对称楔横轧成形过程中轴的应力应变状态,以及轧制力与接触面积关系的变化曲线。结果仿真分析结果表明,单轴成形过程中,横截面切应变近似呈中心对称分布,由心部沿与水平方向夹角45°的方向呈半拉伸状态,呈椭圆成形特征。结论轧制楔入段需要较大的轧制力,克服材料塑性变形产生的抗力;展宽和精整段,轧制力和模具与轧件的接触面积呈线性增长趋势。     

铝合金双层杯件冷挤压成形工艺模拟研究

针对铝合金双层杯件的结构特点,提出了闭式冷挤压成形工艺方案,并研究了不同坯料形状对成形过程的影响.采用有限元模拟软件对双层杯件成形过程进行了数值模拟,比较分析了不同坯料对变形过程中的金属流动、应变以及载荷曲线等的影响,预测了该双层杯件成形过程中的缺陷及产生原因,得出了最优成形工艺方案,可获得高质量、高精度的锻件,实现近...     

板料渐进成形数值模拟与实验研究

为提高渐进成形的成形效率和成形质量,了解板料渐进成形的变形规律及工艺参数对成形的影响,采用有限元方法对板料渐进成形过程进行了数值模拟研究,分析了斜壁盒形件渐进成形过程应力分布和厚度变化趋势,通过对不同进给量和不同成形路径进行数值模拟,分析了工艺参数对成形的影响.结果表明,斜壁盒形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面拐角处;成形过程中工具头运动轨迹应尽量采用走螺旋线的方式,可以提高成形件的成形能力和成形质量.渐进成形实验表明,数值模拟结果与实验结果基本吻合.     

大口径铝合金波纹管电磁胀形数值模拟

目的研究大口径铝合金波纹管电磁成形过程及工艺参数对成形效果的影响规律。方法针对波纹管现有制造工艺——压弯和焊接复合成形存在压痕严重、焊缝多和可靠性不高等问题,提出采用电磁成形波纹管的方法,并基于ANSYS建立了波纹管电磁胀形的三维有限元分析模型。结果揭示了波纹管电磁胀形过程中的应力应变分布规律,发现波纹区域和过渡圆角区域是应力和应变集中区。采用单因素实验方法,获得了放电电压和线圈匝数对成形质量的影响规律。结论在波纹管电磁胀形过程中,波纹区域的应力和应变均呈圆环带状分布,波纹管的壁厚在波纹的波峰处达到最小,最大减薄率为10.67%。放电电压和线圈匝数都存在一个最佳值。放电电压过小时,成形不足,放电电压过大时,工件高速碰撞模具,引起较大反弹,导致最终贴模性较差;线圈匝数也对成形质量有一定的影响,在本次模拟实验中,11匝线圈作用下的工件贴模性最佳。     

钼粉烧结锥形件高压扭转成形模拟研究

采用刚粘塑性有限元法,对钼粉烧结锥形件热压扭转成形进行分析研究,获得了变形过程中等效应变、相对密度的分布规律,初步分析了摩擦因子及扭转角速度对变形的影响。结果表明:锥形件口部先达到理论相对密度,其内壁等效应变和相对密度分布高于外壁,而摩擦因子和扭转角速度的适当选取是锥形件高压扭转成形的关键。     

预胀对筒形件充液拉深变形和硬化的影响

为定量分析预胀对塑性成形的影响,以变形量差异较大的平底筒形件为研究对象,采用实验和数值模拟方法研究了预胀高度对双相钢DP340/590板材充液拉深的影响,分析了预胀对试件等效应变、壁厚减薄率和硬度分布的影响.研究表明,预胀显著增加平底筒形件底部的变形,即试件底部壁厚减薄率增加、硬度升高、等效应变增大.与普通充液拉深相比,相对预胀高度为20%时,试件等效应变差减小16.7%,底部维氏硬度值提高23.8%.     

铝粉烧结锥形件压扭成形模拟及实验研究

以铝粉烧结锥形件为研究对象,应用DEFORM软件对其压扭成形过程进行了三维有限元模拟,获得了成形过程中相对密度、等效应变、速度场的分布规律,并在模拟的基础上进行了相关实验研究。结果表明压扭工艺可以成形出近乎致密的铝粉锥形件。     

侧围外板整体成形有限元仿真及试验研究

冲压成形过程的精确分析是实现大型车身覆盖件优质、精益制造的前提．在开展侧围外板零件整体成形过程有限元仿真和网格应变试验分析的基础上，深入解析了零件的成形特征和变形过程的金属流动规律，确定了侧围外板零件整体成形的关键力学性能指标和控制范围．结果表明：侧围外板零件高应变部位的变形方式为胀形-深拉延变形，平面应变值很高；该零件稳定冲压所需的材料力学性能参数为σa／σb≤0．5、6≥45％、n≥0．235、r≥2．0，其中n值和r值是影响侧围外板零件成形的主要力学性能指标。     

非回转对称拉深法兰曲边变形特性的实验研究

为了进一步认识和掌握薄板非回转对称成形性,向大型复杂覆盖件成形工艺及模具设计提供参考,采用试验和有限元模拟相结合的研究方法,进一步深入分析了矩形盒拉深中法兰曲边的变形特性.研究表明,在本试验条件下,法兰曲边对角线上的等效应变随矩形盒转角半径减小而减小,但变形向凹模口附近集中,不利于提高矩形盒成形性.另外,由试验、数值模拟及公式计算共同证实的法兰各特征区域的板厚变形分布状态,对于法兰应力应变分析以及分块变压料力控制拉深试验研究具有一定参考价值.     

成形工艺对轿车减振器座应变状态影响的研究

通过网格应变分析技术,对某轿车采用一次成形、两次成形工艺冲制减振器座的应变状态进行了定量研究,结果表明,成形工艺对减振器座的应变分布、应变路径、应变大小影响很大,一次成形较两次成形对材料的成形性能要求较高,两次成形工艺更有利于零件成形.