冷滚打成形表层残余应力模型建立

为提高冷滚打成形工件的表面性能,实现对冷滚打成形过程中残余应力的控制,以渐开线花键为研究对象,采用轮廓法测量冷滚打成形花键齿廓不同位置的残余应力,依据实验结果采用响应曲面法建立冷滚打成形花键齿廓齿根处、分度圆处和齿顶处的残余压应力峰值和残余压应力层深与冷滚打成形参数的关系模型,对比分析了实验结果与模型的预测结果。研究表明所建立的残余压应力峰值模型的最大预测误差为3.3%,残余压应力层深模型的最大预测误差为6.1%,预测结果具有较高的可信度,可以进行不同冷滚打成形参数的齿廓空间残余应力和残余压应力层深度的预测。     

板料冲压成形数值模拟中等效拉延筋模型的建立与实现

设置拉延筋是板料拉深成形过程中控制材料流动的有效方法。在板料成形数值模拟中,为节省计算时间,常采用等效拉延筋模型。本文在参考国内外有关资料的基础上,建立了一种等效拉延筋模型。模型中考虑了拉延筋约束力、塑性厚向应变以及垂直于压料面的约束保持力的影响,并在程序中予以实现。文中给出了一个计算实例。     

高温合金超薄带材成形极限预测模型

为了评估不同理论模型对高温合金超薄带材成形极限的预测能力,通过胀形实验获得不同高温合金超薄带材成形极限曲线。采用Swift-Hill失稳准则、多种韧性断裂准则以及M-K模型,对两种高温合金超薄带材成形极限进行理论预测,并与实验结果对比。结果表明,Swift-Hill失稳准则和传统韧性断裂准则的预测精度较差,不适用于高温合金超薄带材成形极限的预测。通过考虑表面粗化对成形极限的影响修正了Swift-Hill模型,并将修正模型预测结果与Lou-Huh 2012、Hu-Chen 2017准则和M-K模型预测结果进行比较,发现前3种模型对高温合金超薄带材的成形极限具有基本相同的预测精度,且均不超过10%,而M-K模型的预测精度较低。为高温合金超薄带材成形极限曲线的建立提供了有效方法,具有重要的工程应用价值。     

基于晶体塑性有限元的转向架盖板压形回弹预测北大核心CSCD

针对S355J2W钢板材由于具有显著的各向异性而使其在模具压形工艺中的回弹难以预测的问题。以高速动车组转向架侧梁上盖板成形为例,对S355J2W钢的晶粒与织构进行了分析并对其各向异性进行了量化,获得了材料晶体塑性本构模型的关键参数,并使用晶体塑性有限元方法评估了其各向异性的力学性能以及Hill48屈服准则的模型参数。建立了转向架侧梁上盖板压形过程仿真模型,分别采用Von Mises及Hill48屈服准则来模拟工件成形后的应力释放及回弹效应,并开展了侧梁上盖板压形实验进行验证,实验结果和仿真结果吻合。各向同性模型和各向异性模型预测结果的对比表明,采用各向异性材料模型可以更准确地预测侧梁上盖板的回弹。     

基于有限元模拟的钼粉末温压成形分析

为了研究钼粉末温压成形过程,用有限元分析软件建立了钼粉末温压成形的有限元模型,对三维圆柱等截面粉柱温压成形过程进行了有限元数值模拟,从模拟结果得到了最终坯体内部密度和应力等参量的分布情况以及钼粉末颗粒轴向和径向流动规律.实验验证了所建立有限元模型的可靠性,并分析了部分工艺和材料性能参数对钼粉末成形的影响.结果表明:在钼粉末的温压成形过程中,压坯顶部半端面、轴截面和侧壁的相对密度分布等值线和其应力分布等值线非常接近.     

TC4钛合金双曲度复杂航空零件热成形工艺研究

选取TC4钛合金双曲度复杂航空零件作为研究对象,采用热成形工艺进行成形.设计了3种成形模具工艺方案,分别为无拉伸梗、整体拉伸梗和局部拉伸梗.采用有限元仿真技术对3种成形工艺方案进行模拟,得到零件成形过程中的厚度变化情况,并预测可能产生的成形缺陷,对零件成形质量进行了评估,确认了拉伸梗在成形过程中的作用.通过3种成形工艺...     

成形和淬火工艺对高强度热成形零件硬度-强度的影响

通过热成形高温平板分区冷却系列试验,以淬火前后热成形材料力学性能为评价指标,结合正交试验分析方法研究了热成形工艺条件下保压时间、压强和板料厚度对热成形零件硬度强度的影响规律。采用统计学"3σ法则"对优化工艺下热成形零件力学性能进行分析,建立了基于柔性指数模型的热成形钢板强度硬度非线性回归方程和热成形钢板强度-硬度等级评估区间图。并基于优化条件下的U型热冲压实验验证了该模型的正确性。结果表明:建立的性能评价标准可为热成形零件的力学性能预测和在线质量检测控制提供重要指导依据。     

拉深筋阻力模型在模拟分析中的应用与比较

将<拉深筋约束力模型及试验研究>文中建立的拉深筋阻力模型作为等效拉深筋使用,模拟分析了表盘座某部件的成形.分析结果表明,在分析起皱、破裂等成形问题时,文中建立的拉深筋阻力模型比使用模拟软件Dynaform自带等效拉深筋更接近使用真实拉深筋模拟的结果.     

基于人工神经网络的压边力预测技术研究

压边力是板料成形中的一个重要的工艺参数,也是板料拉深成形中的重要控制手段。本文以拉深件中较为典型的杯形件为对象,建立了压边力预测的冲压工艺参数人工神经网络模型,并对该模型进行了学习训练。仿真验证表明运用该模型可以得到较好的预测效果,且具有较高的精度。     

双曲度蜂窝夹层结构高精度面板真空负压成形回弹预测

针对双曲度蜂窝夹层结构面板真空负压成形的精度控制问题,建立了基于半解析、半数值模拟的回弹预测方法。首先,利用有限元方法建立了单层铝板的压贴分析有限元模型,获得了铝板大挠度弯曲时的膜应力。然后,结合薄板大挠度弯曲平衡方程求解单层铝板的临界贴模压力,并基于临界贴模压力建立了夹层结构面板真空负压成形的回弹预测有限元模型,从而实现对双曲度蜂窝夹层结构面板的回弹预测。最后,开展了夹层结构面板真空负压成形试验,有限元模拟和成形试验得到的面板型面精度偏差为9. 3%,表明建立的回弹预测模型具有较高的预测精度。     

A LOOP DRAWBEAD RESTRAINING FORCE MODEL IN SHEETMETAL DEEP DRAWING PROCESS

1. IntroductionIn the sheet metaJ fOrming process9 deep drawing is used frequently in the automotiveor packaging industry to manufacture products with comPlicated shapes and ctirvatures.In the deep drawing process, a sheet metal, the blank, is clamped between a die and a blankholder. The specific shape of the punch and the die is transferred to the blank during thedefor.atio.[1--4].In the deep drawing process, the material flow is restrained by both the friction con-dition and the blankholde…     

拉深筋结构参数对变形及阻力的影响

文章通过数值模拟与实验相结合的方法,以A5757铝合金板材为对象,系统地研究了拉深筋的主要结构参数对拉深筋阻力及通过拉深筋后板厚减薄量的影响,从力能特性及变形两个方面对拉深筋进行了对比分析。研究结果表明,拉深筋结构参数对拉深筋阻力及板厚减薄量的影响趋势相同,而拉深筋圆角半径对板厚减薄量的影响远大于对拉深筋阻力的影响。并以此为基础,对拉深筋的设计调整策略进行了讨论,为拉深筋的设计调整提供了理论依据和实验数据。     

温度和R/t对拉深筋阻力的影响

在不同的模具温度下,对常用的半圆形拉深筋进行了一系列拉深筋阻力(DBRF)试验.试验结果表明,随着模具温度的提高,拉深筋阻力会有很大的变化,这种变化会对DBRF解析计算模型的精度产生不容忽视的影响.考虑到模具温度以及R/t(压筋半径/板料厚度)的影响,提出一个新的DBRF解析计算模型.相较于几种常用的计算模型,新模型计...     

拉深筋成形二维弹塑性有限元数值模拟

利用开发的拉深筋二维弹塑性有限元数值模拟软件 ,对圆形筋和矩形筋就压筋和成形的连续过程进行了数值模拟 ;分析了拉深筋主要几何参数对压筋力和拉深筋阻力的影响 ,研究了压筋和成形两个阶段板料在拉深筋作用下的变形规律与受力特点。模拟结果与实验结果吻合良好 ,为建立一种实用的等效拉深筋模型及进一步的三维拉深筋成形模拟奠定了基础。     

2D elasto-plastic FE simulation of the drawbead drawing process

The drawing process including the locking and pulling phase under a drawbead of circular and rectangular section shape is simulated by means of a static-implicit FE code developed by the authors for 2D elasto-plastic simulation of sheet metal forming. The influence of the main bead geometrical parameters on the binder hold down force (BHDF) and drawbead restraining force (DBRF) is analyzed. The deformation law and loading characteristics of the sheet around the drawbead are studied during the two sequential phases. The calculated results show a good agreement with the experimental data. The investigation lays a foundation for setting up an applied drawbead model in the future 3D simulation of drawbeads.     

汽车覆盖件成形拉深筋的有限元模拟与优化

利用有限元法模拟某汽车高强钢横梁的成形过程,通过设置拉深筋作为材料流动控制手段。拉深筋的参数设置对成形结果影响很大,首先通过对简单形状零件拉深成形过程的模拟得出一些拉深筋参数对模拟结果的影响规律,然后对横梁拉深筋模型进行多次模拟和修改。通过比较采用等效拉深筋与真实拉深筋模型所得模拟结果,最终得出对于复杂冲压件,应该采用真实拉深筋模型进行模拟的建议。     

基于迭代学习控制模型的覆盖件模具拉深筋优化算法

提出了基于迭代学习控制模型的覆盖件模具拉深筋优化算法,极大地提高了优化效率。利用成形状态函数,成形质量函数和学习律函数构建工艺参数优化的迭代控制模型。将该模型应用到拉深筋阻力值优化中,利用有限元模拟代替很难显示表达的状态函数,预测给定工艺参数方案下板料成形后的应力应变状态。根据单元的应变状态,定义拉深筋线段的局部缺陷程度为成形质量函数,评价拉深筋周围的成形质量好坏。学习律函数不仅参考拉深筋段周围的成形质量偏差确定拉深筋阻力值的改变量,同时还能智能更新学习增益修正拉深筋阻力值的改变幅度,加快了优化收敛速度。通过门内板的算例,证明了该拉深筋优化算法的快速性和实用性。     

等效拉延筋模型对回弹预测的影响

等效拉延筋模型是影响回弹预测结果的一个重要因素。结合拉延筋试验、拉延筋试验的仿真以及拉深的仿真,研究了等效拉延筋模型对回弹预测结果的影响。结果显示,板料经过拉延筋后,出现材料硬化、变薄,并且有因横截面应力形成的力矩;仿真中采用等效拉延筋模型时,对板料经过拉延筋后出现的这些现象都不能准确地模拟。板料的硬化、在板料横截面的力矩,对工件的回弹预测结果影响显著。板料的横截面力矩的准确描述,对回弹预测的精度尤其重要。为了提高回弹的预测精度,有必要提出修正的等效拉延筋模型。     

基于数值模拟的盒形件拉深成形变拉深筋技术研究

以盒形件为研究对象,建立了盒形件拉延筋成形的数值模型,分别对盒形件固定拉深筋和变拉深筋成形进行了数值模拟研究,并进行了工程试验的验证,对结果及误差进行了分析,实现了基于拉深筋高度变化的变拉深筋技术。这种方法能有效发挥板料成形性能,提高零件拉深成形质量。     

一种考虑包辛格效应的等效拉深筋模型

基于Voce各向同性硬化模型和Armstrong-Frederic随动硬化模型,建立了一个考虑包辛格效应影响的混合硬化模型,并通过CR4钢板的拉压循环实验验证了该混合硬化模型的准确性。将该混合硬化模型引入Stoughton等效拉深筋阻力模型,替换原有的各向同性硬化模型,考虑包辛格效应的影响对该等效拉深筋阻力模型进行了改进。利用专门设计的拉深筋阻力测定装置,针对矩形拉深筋和半圆形拉深筋,分别获取了不同几何结构参数下的拉深筋阻力,经实验验证,改进后的等效拉深筋模型能够有效地提高拉深筋阻力的计算精度。