薄壁筒形件旋压成形的研究进展

主要阐述了近年来国内外关于薄壁筒形件旋压理论研究和工艺技术的进展情况.介绍了薄壁简形件的旋压方式、旋压过程中材料流动特征和力能参数、变量参数与加工精度相关性的研究进展,以及筒形件的可旋性和复合技术的应用;分析了超薄壁筒形件旋压加工的特点,得出超薄壁筒形件的成形加工与厚壁件相比主要成形特点有:材料流动的不稳定性、对工件与...     

关键工艺参数对铝合金斜法兰非轴对称盒形件充液成形的影响

铝合金斜法兰非轴对称深腔盒形件成形过程中受力变形复杂。通过理论分析计算、有限元分析软件Dynaform的数值模拟及试验,对成形工艺进行了优化。针对该零件充液拉深过程易出现的破裂、起皱现象,研究了预胀形高度、预胀形液室压力、液室压力加载路径对零件法兰最高处D侧与最低处B侧凸模圆角区域在板料成形过程中壁厚变化的影响。结果表明,预胀形高度越高或预胀形液室压力过大,零件B侧与D侧凸模圆角在成形后壁厚减薄越严重;预胀形高度过低也会导致D侧凸模圆角在成形后发生严重减薄。预胀形结束后,液室压力加载过快,易发生褶皱,达到临界液室压力后,可以有效抑制板料壁厚过度变薄。     

预胀压力对轧制差厚板筒形件充液拉深成形的影响

为了进一步提高轧制差厚板的成形性能,将充液拉深工艺引入轧制差厚板的成形中,并重点考虑预胀形工艺的影响。通过数值模拟技术对轧制差厚板筒形件充液拉深成形过程进行了研究,确定了合理的液体压力加载路径,讨论了不同预胀压力作用下轧制差厚板的厚度过渡区的偏移以及厚度减薄情况,最终得到合适的预胀压力数值。研究认为:随着预胀压力的增大,轧制差厚板的最大厚度减薄率呈现先减小后增大的趋势,厚度过渡区偏移量则呈现不断减小的趋势;预胀压力为1.00 MPa时,能够获取较小的最大厚度减薄率,并将厚度过渡区偏移量抑制在较低的水平,从而改善轧制差厚板的成形性能。     

铝合金内凹底筒形件充液预胀成形研究

通过数值模拟的方法,对5A06铝合金内凹底筒形件充液预胀成形工艺进行了研究,并对不同预胀压力和液室压力下零件成形的影响进行了成形模拟。结果表明,采用合理匹配的初始预胀压力和液室压力加载路径,可有效地降低板料成形时的径向拉应力,抑制零件内凹底部的过度减薄,可以一次成形较高质量的内凹底筒形件。通过试验,对拉深比为2.2的内凹底筒形件的成形进行了研究,并与模拟结果进行了对比,分析了试验中出现的成形缺陷。试验结果均与模拟结果一致,验证了模拟的可靠性。     

双曲率薄壁铝合金盒形件充液成形工艺

双曲率薄壁铝合金盒形件是一种常见的飞机内蒙皮类钣金零件。针对目标零件采用传统落压成形过程中存在的生产效率低、表面质量差的问题,采用充液成形工艺成形该类零件,其目的在于提高零件表面质量并降低模具成本。通过数值模拟软件,建立了双曲率薄壁铝合金盒形件主动式充液成形的有限元模型,通过分析液室压力、压边力加载路径、润滑条件等因素对零件成形性的影响,对零件成形的起皱和破裂情况进行分析,优化确定最佳的工艺参数。并依据优化后的工艺参数进行了现场实验,利用数值模拟技术分析和解决了现场实验零件的质量问题,成功制造出合格零件,进一步验证了工艺方案及工艺参数的可行性。     

工艺参数对大径厚比薄壁筒形件旋压成形质量的影响研究

内径偏差和壁厚偏差是评价筒形件旋压成形质量的重要指标。针对Hastelloy C276大径厚比薄壁筒形件,建立了三维弹塑性有限元模型,采用正交设计法安排试验,研究了减薄率、进给率、坯模间隙和芯模转数对反旋成形内径偏差和壁厚偏差的影响规律。研究表明:减薄率和进给率对成形质量影响显著,而坯模间隙和芯模转数影响相对较小。随着减薄率的增大,内径偏差和壁厚偏差增大;随着进给率的增大,内径偏差减小而壁厚偏差增大;随着坯模间隙的增大,内径偏差增大;随着芯模转速的增大,内径偏差先增大后减小。     

筒形件充液拉深工艺参数的正交设计优化

在有限元模拟基础上,采用正交设计与最小二乘小波支持向量机对充液拉深过程参数优化进行了研究.直接用节点力和单元力代替液压作用,建立了带径向推力的充液拉深过程有限元模型.基于正交设计方法,研究了充液拉深多因素少水平的情形,并给出了各因素的重要程度.然后对正交实验结果以及选取的适当数量单因素轮换模拟结果的学习,最小二乘小波支持向量机对给定范围内各因素组合的目标结果进行了预测和比较优化.结果表明,基于正交设计和最小二乘小波支持向量机的数值模拟参数优化方法可以大大减少工作量,从统计角度为参数优化提供了有效的解决办法.     

变截面薄壁复杂铝合金管件充液成形压力参数对零件成形的影响

变截面薄壁复杂铝合金管件是飞机管路中的重要组成部分.通过有限元分析软件建立零件充液成形的有限元模型,采用单因素分析法,在给定轴向进给量、摩擦系数、终成形压力相同的条件下,成形相同的铝合金零件,并综合分析在预成形阶段加载不同的低压预成形压力以及在补料阶段加载不同的补料压力时,管坯与模具的相对位置及壁厚分布规律,来研究不同...     

铝合金双台阶筒形件二次充液成形数值模拟

针对双台阶筒形件在一次充液拉深成形过程中悬空区减薄、起皱及破裂等问题,设计了二次充液拉深技术。采用Dynaform软件建立了有限元分析模型,分析了液室压力、模具参数对成形质量的影响,提出了优化的工艺参数。结果表明,提出的工艺方法可实现双台阶筒形件的精确成形,采用优化后的工艺参数可获得壁厚分布均匀,最小壁厚可达0.851mm的零件。     

主要工艺参数对T型管液压成形性能的影响研究

为研究主要工艺参数对T型管液压成形性能的影响,文章提出一项综合评价指标,以评定T型管的成形质量.并采用正交试验设计与有限元仿真分析相结合的方法,研究模具过渡圆角半径、内压力加载路径和支管平衡冲头平衡力等主要工艺参数对T型管液压成形性能的影响,进而通过对试验结果的分析比较,找出最佳成形工艺方案.采用该方案进行实际加工试验,获得成形良好的T型管产品,且试验结果与数值模拟结果基本吻合,说明所用评价指标和试验设计方法在实际生产中有一定的参考价值.     

Prediction of forming limits and parameters in the tube hydroforming process

Determination of process limits and parameters for hydroforming was conducted applying widely known plasticity, membrane and thin-thick walled tube theories. Analytical predictions were compared with experimental findings. Simple but useful analytical models to predict buckling, wrinkling and bursting as well as axial force, internal pressure, counter force and thinning in tube hydroforming were verified with experimental results.     

工艺参数对双层304不锈钢波纹管液压胀形的影响

为提高波纹管的成形质量以及合理选取胀形工艺参数,基于有限元分析软件ABAQUS模拟304不锈钢双层波纹管液压胀形过程,并利用实验验证了有限元模型的正确性。基于建立的模型,研究了内压力、模具行程、挤压速度和加载路径对波纹管成形的影响。结果表明,影响双层波纹管液压胀形壁厚减薄和波高的主要工艺参数为内压力和模具行程;随着内压力和模具行程的增大,最大壁厚减薄率和波高均线性增大,且内外层壁厚差值增大;过大的内压和挤压速度会导致波高不均匀性增大;降低起波阶段内压力及在成形初期施加轴向进给的加载路径有利于减小波纹管的减薄率。最后,通过双层波纹管的液压胀形实验验证了数值模拟的正确性。     

Loading path optimization of tube hydroforming process

Optimization methods along with finite element simulations were utilized to determine the optimum loading paths for closed-die and T-joint tube hydroforming processes. The objective was to produce a part with minimum thickness variation while keeping the maximum effective stress below the material ultimate stress during the forming process. In the closed-die hydroforming, the intent was also to conform the tube to the die shape whereas in the T-joint design, maximum T-branch height was sought. It is shown that utilization of optimized loading paths yields a better conformance of the part to the die shape or leads to a higher bulge height. Finite element simulations also revealed that, in an optimized loading path, the majority of the axial feed needs to be provided after the tube material yields under the applied internal pressure. These results were validated by conducting experiments on aluminum tubes where a good correlation between the experimental results and simulations were obtained.     

Y型三通管热态内高压成形多目标参数优化

基于Dynaform软件平台,建立Y型三通管热态内高压成形的三维弹塑性有限元模型.以左右冲头进给量、中间冲头后退量和内压力为因子,设计了正交试验方案,运用数值模拟分析方法,得到了三通管在不同加载路径下的支管高度和最小壁厚两个目标参数.探讨了各因素影响指标的主次顺序,采用综合平衡方法,获得了优化的加载路径.结果表明:通过优化的工艺方案可以得到综合质量较高的的Y型三通管.     

X形管内高压成形过程的加载路径优化北大核心CSCD

加载路径对X形管内高压成形质量至关重要,只有加载路径的各参数匹配得当,才能获得合格的成形件。利用DYNAFORM软件模拟不同加载路径下X形管的成形性能。并基于Box-Behnken Design试验设计和响应面法,以内压力、轴向进给量、背向位移量以及摩擦因数为试验因素,分别建立以最小壁厚、支管高度和极限圆角半径为目标的响应面模型。通过方差分析和回归方程分析,对X形管内高压成形过程的加载路径进行设计和优化,有效地改善了壁厚分布、减小了极限圆角半径、提高了支管高度。采用软件的数值优化功能筛选出最优的加载路径,并在此加载路径下对X形管内高压成形模拟结果和试验结果进行对比,发现误差在5%以内,并且壁厚分布具有一致性,说明了该加载路径优化方法具有较高的准确性和较好的可行性。     

On process parameter estimation for the tube hydroforming process

Tube hydroforming is a forming process where an inner pressure combined with axial feeding deforms the tube to the shape of a die cavity. One of the main concerns when designing such a process is to avoid burst pressure, i.e. the process state where the hardening of the material is unable to resist the increase in inner pressure and wall thickness reduction. The success of a hydroforming process strongly depends on the choice of process parameters, i.e. the combination of material feeding and inner pressure. Especially in hydroforming processes, where the free forming phase is substantial, the process is proved to be very sensitive to the inner pressure. By transforming the problem into a deformation controlled rather than a force controlled process, the results from the process parameter estimation become more reliable but on the other hand less intuitive. In this context, three distinct parameter estimation procedures are suggested. Firstly, a self feeding based procedure is proposed with the intention of being a fast method to be used as a first estimate of suitable process parameters. Secondly, an iterative optimization problem set up is presented. Thirdly, and finally, an adaptive simulation procedure based on process response approximations is proposed, which only requires a limited number of simulation runs.     

钛T型管液压成形的工艺参数研究

采用Dynaform软件对Φ219 mm×Φ219 mm×5 mm钛T型管的液压成形工艺进行数值模拟研究,以有效支管高度、最大减薄率和最大增厚率为优化指标,对内压加载路径、加压持续时间、左右及中间冲头速度等多种工艺参数组合方案进行优选计算,获得最优方案,并根据最优方案中的工艺参数进行实际的液压成形试验。研究表明:模拟试验中,采用方案3成形效果最好,有效支管高度达到68.41 mm,最大减薄率和增厚率分别为27.38%和54.34%,满足T型管尺寸和壁厚分布要求。与模拟值相比,成形试验得到的钛T型管零件在有效支管高度、最大减薄率和最大增厚率上的误差均在5.1%以内。     

铝合金薄壁管缩径旋压成形缺陷及工艺分析

结合实际工艺,对铝合金薄壁管缩径旋压的缺陷进行分析,列出了缺陷的种类、产生原因以及预防措施。利用ANSYS软件对缩径旋压工艺进行了三维有限元数值模拟,有效解决了模拟中的动态边界及摩擦问题。分析了毛坯的应变场分布,典型节点外径、壁厚、轴向伸长量随时间的变化曲线,对整个成形工艺及变形机制有较好的动态认识。分析了不同工艺参数对成形质量的影响。     

异形截面管充液成形工艺及过程优化

异形截面管件广泛应用于汽车底盘结构件领域,它不仅可以充分利用材料的强度和刚度,而且是实现结构轻量化的重要措施之一。对汽车底盘变截面管件进行研究,利用有限元软件Dynaform建立了QSTE340低碳钢管材充液成形的有限元模型。研究了充液成形过程中管材预制坯形状、初始屈服压力、整形压力及推头轴向进给量对成形结果的影响,并通过试验验证了仿真分析的准确性。研究结果表明:在异形截面管零件成形过程中,管材预制坯各截面周长与最终零件各截面周长相近时,可以提高成形质量;当初始屈服压力为70 MPa、整形压力为200 MPa、轴向补料量为25 mm时,可以成形出合格零件。