中厚板U形冲压成形有限元模拟分析及回弹预测北大核心CSCD

采用有限元模拟,针对载重汽车用大梁钢中厚板在U形冲压成形中的回弹缺陷进行研究。首先,利用Numisheet2011给出的U形冲压标准考题对所建立的有限元模型进行验证,在此基础上对汽车用中厚板进行了成形性能模拟研究,并分析了控制回弹的措施。研究结果表明:与薄板相比,中厚板的回弹行为呈现出明显差异,其冲压后上圆角上端区域出现局部增厚,而且侧壁纵截面等部位的弹性应变分布特点使得板料出现负回弹,侧壁曲线对应圆弧半径较大,同时U形件内侧侧壁出现两个应力集中点;此外,由于板料较厚,成形结构件的内外侧Mises等效应力分布表现出较大的差异。针对中厚板冲压成形可能出现的负回弹缺陷,提出采用模具回弹角补偿和增大凹凸模间隙两种方法来减小中厚板的回弹量,从而得到了较为良好的最终板形。     

滚轴式弯曲模

<正> 用普通弯曲模压弯U形件,成形过程中,工件与凹模模口及侧壁有滑动摩擦,因而模具容易磨损,工件表面也容易划伤。当工件尺寸精度要求较高时,为了保证U形件两侧边的平直度及减少回弹量,就需要减小凸、凹模之间的间隙。这样,模具寿命和工件划伤问题就更显得突出。     

成形工艺参数对U形件回弹影响的仿真分析

针对U形件弯曲回弹问题,在Abaqus软件中建立6061铝合金薄板U形件拉延成形二维有限元模型,使用Numisheet’ 2011会议回弹测量方法和成形极限图缺陷判据,研究U形件成形过程中单工艺参数对回弹量的影响,通过L_9(3~4)正交试验获取U形件回弹控制最优工艺参数组合。结果表明:不改变其他成形工艺参数,U形件回弹量随着凸、凹模圆角半径或拉延深度的加大,总体呈上升趋势,随凸、凹模间隙值的减小总体呈下降趋势;U形件回弹量随"凸模-板料"摩擦因数的增大而增大,随"凹模、压边圈-板料"摩擦因数或压边力的增大而减小;成形工艺参数影响U形件回弹量的主次顺序依次为"凹模、压边圈-板料"摩擦因数、"凸模-板料"摩擦因数、凸、凹模间隙值、压边力,以优水平工艺参数组合A_2B_3C_1D_3进行成形模拟,U形件法兰端部最大位移偏移量为0.84 mm,回弹控制效果明显。     

某车型天窗加强环回弹优化方法

某高强钢天窗加强环外形尺寸大，内部中空，因受顶盖外板造型限制呈弧面形结构，成形过程中易出现回弹现象，介绍了其回弹解决方案，运用CAE分析、回弹补偿、模具优化等方法整改拉深模，提升了天窗加强环的合格率和尺寸精度。     

提高转接段外套成形质量的优化成形工艺

从缩口成形过程中传力区的受力状态、缩口成形模具的结构缺陷及零件成形回弹等方面分析了某燃气轮机燃烧室转接段外套缩口成形后直径尺寸超差的原因,证实了缩口工艺不适合该零件成形加工.讨论了用胀形工艺取代原来的缩口工艺,使零件在成形过程中受拉应力作用,进行整体胀形,克服了缩口成形过程中压应力使零件变形区壁厚增厚、传力区失稳等问题.同时,胀形模具采用锥形滑块机构的分块式刚性凸模,通过胀形试验确定了凸模的型面尺寸,实现了零件成形回弹的工艺补偿,提高了零件成形质量.     

基于模具补偿法的U型件回弹控制

在板料冲压成形过程中,回弹是一种常见但不易解决的问题,在U型件成型中回弹更加明显。模具补偿法是实际生产中常用的控制U型件回弹的方法,但仅停留在经验的层次上。根据回弹理论推导U型件弯曲时模具补偿半径R1与弯曲凸模圆角半径R0’的计算公式,并设计了相应的补偿模具对公式进行验证。实验结果表明:该计算公式具有较好的精度,按该计算公式对模具参数取值可以有效地控制回弹。这一结论对实际生产具有一定的借鉴作用。     

U型件回弹控制模具补偿法的研究

回弹是板料冲压成形过程中一种常见但不易解决的问题,在U型件成形中回弹更加明显.模具补偿法是实际生产中常用的控制U型弯曲件回弹的方法,该方法的使用目前仅仅停留在经验的层次上,很少有文章从理论上对该方法做出阐述.根据回弹理论推导U型件弯曲时,模具补偿半径R1与弯曲凸模圆角半径R′0的计算公式,并设计了相应的补偿模具对公式进行实验验证.实验结果表明,计算公式具有较好的精度,按计算公式对模具参数进行取值可以有效地控制回弹,对实际生产具有一定的借鉴作用.     

基于Abaqus数值模拟厚板冲压件回弹影响因素研究

以厚板V形件为研究对象,采用Abaqus对其成形过程进行了数值模拟及参数分析,并利用正交试验对各参数对厚板回弹的影响程度进行了分析。结果表明：改变V形件R角、凹模开口宽度W、成形角度及模具与板材之间的摩擦系数,V形成形件的回弹会发生明显的变化,通过适当的参数组合,可显著减小V形件成形后的回弹数值,提升成形精度。     

基于Kriging模型的高强钢成形回弹工艺优化和模面补偿研究

为了提高冲压成形件的精度,利用工艺参数优化与模具型面补偿对回弹进行控制。以高强钢TRIP780双C件为研究对象,使用有限元软件Dynaform对双C件的冲压、回弹过程进行数值模拟。通过冲压试验,并使用三坐标测量仪测量冲压件的回弹角,以验证有限元模型的精度。以成形后的回弹角为优化目标,基于正交试验,筛选出对回弹影响程度较大的因素。运用拉丁超立方抽样方法进行随机抽样,建立工艺参数与回弹角的Kriging代理模型,并采用多目标优化遗传算法寻求最佳工艺参数的Pareto解集。基于最佳工艺参数,利用模面补偿对双C件回弹进行控制,并对比优化前后的回弹角,结果表明该方法能有效地减小双C件的回弹。     

克服U形件回弹的压弯模具

<正> 在U形件的压弯成形中,常规压弯模具压制的U形件不可避免地出现回弹现象。这样。对外形尺寸精度要求较高的U形件的压弯成形极为不利。 现介绍一种克服回弹的压弯模具(图1)。这种模具在我厂的实际应用中效果良好。     

铍青铜零件弯曲工艺及模具设计

从铍青铜的力学性能和零件的结构要求入手,分析了弯曲件的成形工艺特点.由于零件厚度薄、多向弯曲、回弹量大且相互影响,用常规回弹补偿法很难确定回弹规律.实际分析发现,用有限元模拟法很难得到合适的修模尺寸,而对铍青铜零件在冷成形前进行固溶处理,成形后进行时效处理,具有成形时塑性好,成形后弹性极限高等特点.本文介绍了热处理方法,设计了相应的模具结构.结果表明,该方法能有效解决零件成形后回弹难以控制的问题并且可以应用于类似零件的弯曲成形.     

较大圆筒件弯曲成形时的弹复补偿

通过对消音器后环箍弯曲成形模的设计,介绍了考虑弹复补偿后,较大圆筒件成形模具的设计分析和模具结构.其中对预弯形状进行了重点分析,提出了考虑弹复补偿时预弯形状设计的思路.目前两套模具运行状态稳定可靠,可供同行在类似模具设计中参考.     

DP980高强钢U形弯曲实验与数值模拟

为了评估DP980高强钢材料的成形与回弹特性,通过加载-卸载实验与单向拉伸-压缩循环加载实验,获得了考虑包申格效应的吉田-上森硬化模型参数,并对DP980高强钢的U形弯曲实验进行了研究。实验结果表明,DP980高强钢U形件在凹模圆角处易开裂,在成形过程中需减小压边力并增大凹模圆角。由于材料的回弹量与施加的压边力有关,可通过增大压边力来减小U形件的回弹,但压边力过大又可能导致开裂,因此,需合理选择压边力。同时,对U形件成形后的回弹进行仿真分析,仿真中分别采用等向硬化模型与吉田-上森硬化模型,通过将实验数据与模拟的回弹结果进行对比分析发现,采用吉田-上森硬化模型的仿真结果与实验结果吻合良好,证明了吉田-上森硬化模型模拟回弹的准确度较高,可以应用于回弹仿真中。     

横梁压弯成形的回弹分析及模具设计

分析了横梁压弯成形过程中影响回弹的因素,阐述了在实际模具设计过程中如何进行回弹的补偿,介绍了模具的工作过程。     

5m直径大角度型材框拉弯成形工艺

针对某一运载火箭大角度型材框,对力控制模式下的拉弯成形进行了模拟及试验研究,模拟分析了拉弯力对成形件应力、应变分布及回弹量的影响规律。模拟结果显示,随着拉弯力增加,型材截面内外侧切向应力差减小,回弹和扭翘变形也减小,但不利的一面是变形量增大,零件壁厚减薄率增加,截面尺寸变化加大,综合考虑,选取合适的拉弯力为97.4 k N。试验分析了拉弯力、第1次拉弯包角及补拉量对零件成形精度的影响规律。试验结果表明,拉弯力和补拉量越大,零件的角度、平度及弧度间隙越小,尺寸精度越高。通过试验,得出了优化的拉弯工艺参数,即拉弯力为105 k N,第1次拉弯包角为65°,补拉量为60 mm。在此参数下拉弯,零件淬火后变形程度较小,扭翘现象较小,回弹量较小,成形出尺寸合格的零件。     

基于AutoForm的汽车顶盖冲压回弹补偿研究

为解决冲压成形的零件与原产品数据偏差较大的难题,提供了2种回弹补偿方式,即AutoForm迭代补偿与几何补偿,以某车型顶盖为研究对象,分别对2种补偿方式重构的型面进行全工序CAE分析,对比其回弹结果。AutoForm迭代补偿在全夹持状态下,局部区域的回弹量超过3 mm,几何补偿方式在补偿量为6 mm时,全夹持状态下回弹量在1.5 mm以内,说明AutoForm迭代补偿不宜用于自由回弹量大的零件,采用几何补偿可以提高回弹补偿的准确性。三坐标检测试制首件的尺寸符合率为85.2%,模具状态研配到与数值模拟边界条件一致时,尺寸符合率可达96.5%,验证了几何补偿方式的有效性。     

聚变堆用9Cr-1.5WVTa低活化马氏体钢的热物理性能研究

基于中国正在研究的聚变堆用9Cr-1.5 WVTa低活化马氏体钢（CLAM钢）,采用膨胀仪测量了两组不同硅含量CLAM钢从100℃到700℃的热膨胀系数,利用激光闪光法测量两组试样从室温到700℃的热扩散率、比热及热导率等热物性参数。所得试验数据按照多项式拟合绘图并与F82 H比较。结果显示：CLAM钢的热膨胀性能比F82 H稍好,而导热性能则相对较差;未添加质量分数为0.2%硅的CLAM钢具有较优良的热物理性能,热膨胀系数低,热导率高,这种差别主要原因在于硅含量低的CLAM钢的原奥氏体晶粒尺寸较粗大、晶界较少。     

基于迭代式回弹补偿的触发弹簧片折弯模具设计

回弹是金属板材折弯成形过程中需要考虑的主要问题之一。采用传统的工艺控制方法只能在一定程度上减少回弹量,通过回弹补偿则能更好地解决回弹问题。利用Dynaform有限元分析软件对某触发弹簧片的折弯成形过程进行了仿真分析和回弹预测,并根据回弹预测结果分别进行两次回弹补偿。最后将回弹补偿得到的模具型面应用于折弯模具设计。试验结果表明,通过两次回弹补偿修正得到的模具可制得符合精度要求的折弯件,从而证明通过迭代式回弹补偿解决弯曲回弹问题是有效的。     

基于有限元法的油孔卡环弯曲回弹分析及控制

随着对冲压件尺寸精度要求的不断提高,精确预测给定冲压件的回弹量大小显得非常重要。借助Dynaform软件对油孔卡环弯曲后的回弹规律进行了数值模拟,分析回弹产生的原因和影响因素,并利用正交实验找出制件最小回弹的条件组合。结果表明:在凸模圆角半径、活动夹块圆角半径、接触间隙、摩擦因数这4个因子中,凸模圆角半径对油孔卡环回弹的影响最大;最优成形参数为:凸模圆角半径30 mm、夹块圆角半径29 mm、接触间隙为1.1 mm、摩擦因数0.3。     

U型钢压弯的有限元分析与回弹预测

采用压弯法对U型钢进行逐步冷弯成形分析。通过有限元和试验相结合的方式,得出较准确的回弹结果。经过数值模拟,发现变形过程产生的缺陷,在模具制造前修正了模具结构。在分析现有数据,参照板料成形设计公式的基础上,根据模拟结果,对板料成形的设计公式进行修正,在型材的弯曲凸模设计中引入相对弯曲半径系数K,设计出适合U型钢压弯的模具,在现场试验中取得了良好效果,生产出符合设计要求的工件。