汽车前指梁多工步成形模拟及试验研究

基于有限元分析软件eta/DYNAFORM,对汽车前指梁的弯曲成形、预成形及内高压成形工艺过程进行了数值模拟。在弯曲成形工步中,研究了管坯各个弯曲位置在相同弯曲半径、不同弯曲角度下的壁厚分布;在预成形工步中主要分析了预制坯形状对前指梁内高压成形的影响;在内高压成形工步中,研究了优化后的预制坯形状对最终成形零件成形缺陷的影响。基于有限元模拟结果,分别进行了弯曲成形、预成形和内高压成形试验。研究结果表明:预制坯形状是决定前指梁内高压能否顺利成形的重要因素;通过改变预成形模具的结构形式,可以得到合理的预制坯形状,避免内高压成形过程中缺陷的产生。实际成形试验结果与数值模拟结果基本一致。     

汽车排气管件内高压成形数值模拟及试验

利用有限元分析软件,对汽车排气管件的压弯和内高压成形过程进行了数值模拟,研究了压弯成形过程中管坯在不同弯曲变形量下的壁厚分布和内高压成形过程中压力加载路径对成形零件壁厚的影响。基于有限元模拟结果,进行了压弯成形和内高压成形实验。结果表明,压弯成形和内高压成形弯曲叠加处最易破裂;通过优化加载路径可避免缺陷,获得壁厚均匀性较好的成形零件;成形实验结果与数值模拟结果一致。     

汽车底盘纵梁多工步成形数值模拟及试验

采用有限元分析软件,对汽车底盘纵梁的弯曲成形、预成形及内高压成形工艺过程进行了数值模拟。研究内容为,在弯曲成形工步中,管坯各个弯曲位置在相同弯曲半径、不同弯曲角度下的壁厚分布;在预成形工步中,管坯压扁过程中弯曲位置的减薄问题;在内高压成形工步中,优化后的压力加载路径对最终成形零件壁厚的影响。基于有限元模拟结果,分别进行了弯曲成形、预成形和内高压成形试验。结果表明,弯曲成形、预成形和内高压成形弯曲叠加处最易破裂;通过改变模具圆角半径可避免破裂缺陷。实际成形试验结果与数值模拟结果基本一致。     

汽车前梁内高压成形工艺分析

传统汽车前梁的制造一般是板料冲压成形,它的缺点是成形工序多,模具结构复杂。内高压成形汽车前梁具有工艺简单,生产费用低,成形零件强度与刚度高的优点。采用有限元分析方法对汽车前梁内高压成形过程进行了模拟分析,研究了预弯曲形状和内高压压力对零件成形质量的影响。结果表明:坯料形状对零件胀形质量有重要影响,完全预弯成形后零件胀形质量较好;内高压压力过大会使零件破裂,过小会造成胀形不足;当内高压压力为70 MPa时,可成形出质量较好的零件。     

轿车加强梁内高压成形规律的仿真研究

针对轿车前副车架加强梁内高压成形技术,为了研究其成形规律,借助非线性有限元软件AUTOFORM,采用多道次工序开展轿车加强梁内高压成形数值模拟研究。确定了合理加载路径及主要参数设置,通过仿真计算其壁厚最大减薄率为19.84%,基于此分析了低温退火处理、模具与管材接触面的摩擦系数对加强梁内高压成形厚度分布以及结构件最大减薄率的影响规律。结果表明,低温退火处理方法较未经退火方法其最大减薄率会有显著降低,并使其壁厚分布更加均匀;同时,摩擦系数越小,壁厚减薄率越小,且对于横截面处壁厚分布越接近于初始壁厚。     

加载方式对汽车桥壳压制成形的影响

针对某中型卡车桥壳胀压成形工艺中预成形管坯压制成形过程,给定几种不同的外压及内压加载方式;利用有限元软件ABAQUS对压制成形过程进行数值模拟,通过比较桥壳制件成形后的贴模性、壁厚分布,揭示外压和内压加载方式对压制成形的影响;并进行预成形管坯的压制成形工艺实验,实测了样件的外形及壁厚,实验结果与有限元模拟结果相吻合。     

轿车底盘前梁内高压成形试验研究

内高压成形的弯曲轴线多边形空心变截面结构件能够满足减重、节约空间以及提高强度和刚度的要求,使其成为汽车制造业以及航空航天领域的理想结构件.但弯曲轴线多边形截面构件内高压成形的不均匀变形问题是影响开裂及壁厚分布不均匀的一个重要原因.本文以轿车底盘前梁为例,采用实验方法研究了弯曲轴线多边形截面构件内高压成形的不均匀变形问题,分析了各种开裂缺陷产生的原因,给出圆角大小和成形压力之间的关系及成形件的壁厚分布.研究结果表明,弯曲工序引起的壁厚减薄和增厚导致的坯料不均匀以及复杂截面的周向变形不均匀,是导致内高压开裂及壁厚分布不均匀的主要原因,通过合理的预成形形状可以有效控制内高压成形的变形均匀性,成形出壁厚分布均匀的合格零件.     

汽车桥壳管坯推压缩径工艺研究

基于动力显式有限元软件,以汽车桥壳管坯为例,分别开展了1道次和2道次推压缩径成形工艺的数值模拟,并对缩径区典型截面的壁厚分布、端部翘曲、轴向失稳等影响成形质量的因素进行了分析。模拟结果表明：采用2道次的缩径成形工艺明显要优于1道次直接成形。成形件不仅满足使用要求,而且缩径过程中模具最大载荷为360kN,对模具的损耗尽可能地降低到最小程度,有利于降低生产成本,并对随后成形出合格的桥壳胀形件奠定了基础。     

内压加载路径对汽车前梁内高压成形质量的影响

为了探索工艺参数对内高压成形工艺的影响,对异型截面的汽车前梁内高压成形过程进行了实验研究,材料选用3A21铝合金,采用了两类内压加载路径,对成形外观及壁厚分布进行了比较和分析。实验结果表明,低压合模高压整形的双线性加载较单线性加载路径在成形外观、壁厚分布以及防止缺陷方面优越很多。圆弧过渡区是异型截面零件最大减薄处,双线性加载情况下减薄率达到12％,是容易发生破裂缺陷的区域。     

扭转连接件压胀复合内高压成形工艺优化及试验研究

为获取高疲劳寿命、高生产效率的汽车底盘扭转连接件，针对零件轴线长、截面变化剧烈等问题，制定了压胀复合内高压成形工艺，并采用数值模拟分析了预弯高度、管坯直径和内压力对零件成形质量的影响。通过Box-Behnken Design设计构建了响应面模型，并进行了扭转连接件的压胀复合内高压成形试验。结果表明，模拟结果和试验结果基本吻合，均在预弯高度为24 mm、管坯直径为Φ44.95 mm、内压力为66.14 MPa时成形出合格零件，零件壁厚分布均匀，特征截面质量较好，验证了工艺的可行性和数值模型多目标优化的可靠性。     

江淮SRV前梁液压胀形过程有限元分析

对江淮SRV前梁液压胀形过程进行了数值模拟研究,应用弹塑性有限元动力显式分析程序LS-DY-NA进行求解分析.重点针对管坯初始尺寸的确定和内压加载路径的选择,给出了模拟结果.分析表明选择合适的管径和内压加载路径能改善成形过程中材料的流动、提高材料的成形极限、有利于产品质量的提高,模拟结果为工程应用提供了依据.     

Analysis and design of hydroforming process for automobile rear axle housing by FEM

An FEM program, HydroFORM-3D, for the analysis and design of tube hydroforming processes, has been developed by modifying and adding some subroutines to the previous rigid-plastic finite element program, and then applied to the hydroforming process for an automobile rear axle housing. This paper includes the theoretical background of the program development. Through a numerical simulation, an optimum process is proposed to meet the practical requirements, which shows the efficiency of the numerical simulation. Two types of hydroforming dies are analyzed by numerical simulation. The sliding-type die has the drawback of a possibility of buckling, whereas the fixed-type die causes bursting failure. The thickness distribution of the final product is affected not only by the types of die, but also by the loading paths. The potential failure site for rear axle housing predicted by the numerical simulation is consistent with the experimental results. The values of maximum axial compression force for the first and second hydroforming processes are also in good agreement with experimental data. To manufacture a sound automobile rear axle housing without failure, it is better to use the sliding-type die and it is also critical to maintain a suitable hydraulic pressure level.     

5083铝合金三通内高压成形模拟研究

为探讨5083铝合金等径正三通的内高压成形规律,采用有限元模拟首先分析了成形过程的变形情况,其次研究了壁厚以及应力、应变的分布,用成形时应力、应变的变化解释了形成厚度分布趋势的原因。模拟结果表明,支管顶部壁厚减薄,主管以及与冲头接触处明显增厚。在内高压成形的三通铝合金管在几何尺寸及壁厚分布方面,实验结果与有限元模拟值基本吻合。     

汽车中空异形板件液压成形的实验与仿真分析

为研究基于液压成形的汽车钣金件成形规律,以汽车中空异形板件为研究对象,自行设计并搭建板材液压成形实验测试系统,以此开展板件液压成形的实验研究,借助DYNAFORM有限元软件对板材液压成形进行有限元仿真分析,通过与实验测试结果的对比,验证了建立的有限元模型与数值模拟的正确性。以此为基础,探究压边力、压边力加载路径、液室压力、压边间隙和板材与凹模之间的摩擦系数等关键工艺参数对板材液压成形厚度的影响规律,提出汽车中空异形板件液压成形工艺,为板材液压成形技术在汽车钣金件成形中的应用提供参考。     

应用JSTAMP／NV的管材液压成形案例仿真

为有效地预测管材液压成形过程中存在的问题,比如：制件在外侧过度减薄和内侧起皱,用JSTAMP／NV对汽车副车架液压成形工艺过程进行有限元模拟分析,得出各工序的仿真结果。应用逆向求解器Hystamp仅需直接指定管坯的尺寸参数、材料和弯曲工艺参数即可自动执行弯曲仿真计算并可在几秒内获取弯曲仿真的结果;应用LS—DYNA执行预成形和液压成形工序仿真的计算,需设定液压成形工序的工艺参数,包括液压加载的曲线和方向以及轴向进给位移。JSTAMP／NV能有效模拟管材液压成形工艺过程并预测成形过程中在变形区出现的屈曲、起皱和破裂等缺陷,可以为工艺试验提供指导。     

等径三通管整体液压成形壁厚分布规律

对铝合金薄壁三通管壁厚分布规律进行研究。将管坯放入模具型腔,通过轴向进给补料、内部增压,沿下模具型腔中间倒圆角处凸出一个较高的等径支管,形成等径三通管。通过数值模拟和实验对等径三通管整体液压成形的过程进行研究,分析了三通管整体液压成形4个不同阶段的管材壁厚分布规律和管材关键部位壁厚的变化规律。研究发现,成形管材底部的壁厚最大,过渡圆角周边处次之,支管顶端周边最薄。数值模拟和实验结果相吻合,为T型三通管零件生产奠定了基础。     

基于DYNAFORM的汽车横梁模具型面的参数化设计与工艺分析

探讨了汽车覆盖件的成形特点和覆盖件拉伸模型面参数化设计的方法,包括冲压方向、工艺补充面、压料面、拉伸筋等设计。介绍了基于DYNAFORM软件以汽车横梁为例如何实现汽车覆盖件的型面参数化设计,以仿真模拟判断模面的优劣,再根据模拟结果对模面进行快速修改。这种模面设计和分析方法为类似零件成形工艺的制定提供一定了的经验。     

半滑动式液压胀形汽车桥壳的模具设计及成形

提出了半滑动式液压胀形模具的设计原则,并针对某小型汽车桥壳设计了终胀形模具和两种结构方案的预胀形模具;使用ANSYS软件数值模拟桥壳的液压胀形成形过程,重点分析模具型腔对成形的影响,比较了两种预胀形模具对成形管坯的壁厚变化及成形性的影响;在普通液压机上试制出汽车桥壳样件。     

弯曲预成形和液压成形对汽车装饰尾管壁厚分布的影响

针对某乘用车排气管路中的薄壁装饰尾管的整体制造难题,开展AISI 304不锈钢管材的弯曲预成形及液压成形工艺研究,从而进一步提高该产品的成形质量与成形效率。利用Dynaform软件,首先,研究弯曲预成形工艺对管材壁厚分布的影响规律,再基于此结果,完成在不同加载方式下的管材液压成形分析。结果表明:弯管Δd值较小时,管材第2次弯曲区域的减薄率有降低的趋势,并且随着Δd值的减小,这种趋势更加明显;基于所选定的Δd值,进行了液压成形有限元模拟,相比于线性加载方式,脉动加载使成品件易破裂区域的最大减薄率由17.6%降为12.1%,并且壁厚分布更为均匀;模拟与实验结果基本保持一致,最大偏差值为2.17%,成形出的零件无开裂倾向,且外观尺寸满足要求。