基于FEM的汽车前梁内高压成形工艺研究

对典型空心构件汽车前梁内高压成形工艺进行了数值模拟研究,基于弹塑性有限元法和BT壳元理论建立计算模型并进行动力显式求解,分析了主要工艺参数———管坯尺寸和内压加载路径对成形质量的影响。模拟结果表明,采用管径55mm及低压合模、高压整形双线性加载路径时能显著控制起皱、破裂缺陷的产生,成形质量较理想。可见,合适的工艺参数能改善内高压成形过程中材料的分布、提高材料的成形极限、控制缺陷产生并提高产品质量。     

工艺参数对汽车副车架内高压成形质量的影响

采用有限元分析软件Dynaform,对某汽车副车架的内高压成形工艺进行数值模拟。研究不同初始管坯尺寸和内压加载路径对壁厚分布和零件成形质量的影响。分析结果表明,合理的初始管坯尺寸和内压加载路径能够改善零件壁厚分布的不均匀性,提高材料的成形极限和产品质量。该分析结果为内高压成形工艺的制定提供依据。     

加载路径对AA5083管件热态非金属颗粒介质成形性能的影响

将颗粒介质作为传力介质,应用于铝合金管件内高压热成形工艺。通过热单向拉伸试验建立AA5083板材的本构模型。通过管材热态颗粒介质胀形数值模拟,结合AA5083理论成形极限图的分析,研究了不同加载路径对管件壁厚分布、管端缩料量和主应变曲线的影响规律,并进行了相应的工艺试验验证。研究结果表明,合理匹配初始压头力和管端进给量参数,使预成形管坯在胀形区形成有益皱纹,可为胀形区管坯变形提供聚料作用,从而提高管件成形质量和胀形极限。     

弯曲轴线薄壁焊管内高压成形壁厚与变形规律的研究*

为了揭示焊缝对弯曲轴线类管件内高压成形的影响及缺陷产生的机制,采用试验和数值模拟的方法研究弯曲轴线焊管内高压成形的主要缺陷及壁厚分布规律,并分析焊缝在不同工序间的综合影响。结果表明,即使焊缝远离圆角区域,焊缝仍然是缺陷易发部位,弯曲使焊缝塑性下降,并导致在后续的工序中发生起皱甚至开裂。对于弯曲轴线薄壁焊管内高压成形,壁厚主要受弯曲和高压整形工序的影响,预成形工序对壁厚影响不大,而且焊缝的壁厚变化量始终小于其他区域。由此可知,焊缝是导致弯曲轴线薄壁焊管内高压成形缺陷产生的重要影响因素,将焊缝置于轻微压缩变形部位,是克服焊接接头性能下降导致的成形能力不足和避免缺陷产生的有效手段。     

半滑动式液压胀形汽车桥壳的数值模拟及成形实验

对在不同加载路径下半滑动式液压胀形工艺中的管坯预胀形及终胀形过程进行了数值模拟,分析了不同加载路径下的管坯成形情况及其周向、轴向的壁厚分布,得到了预胀形管坯壁厚分布较好的加载路径以及终胀形时可确保成形合格样件的加载路径,并在普通液压机上进行了实验验证。     

管材流体高压成形起皱行为与皱纹控制研究进展

管材的起皱行为及其控制方法是目前流体高压成形领域的研究热点,对汽车、航空航天等重要领域高性能轻质整体复杂薄壁零件的成形制造具有重要意义.针对流体高压成形中薄壁管材受载复杂而易发生失稳起皱的问题,首先综述了管材在轴压或轴压与内压联合作用下的塑性失稳及起皱行为,讨论常用的管材轴向临界起皱应力模型及在流体高压成形中的应用,并发现通过预制有益皱纹可预先在变形区聚集材料从而显著提高管材成形极限.此外,重点介绍管材流体高压成形过程中起皱行为的控制方法,对管材起皱过程的应力分布、皱纹几何形状的演变规律进行了分析.提出可将三维应力状态和非均匀温度场作用下管材起皱行为作为重点研究方向,这不仅有助于构建复杂受载、非均质管壳的失稳起皱理论体系,而且可提高难变形材料大膨胀率管件的成形制造能力.     

基于管件液压成形工艺的汽车吸能盒改进设计及成形分析

汽车吸能盒是整车重要的缓冲吸能结构。管件液压成形零件具有重量轻、刚度和强度高、耐撞性能好等优点,设计管件液压成形吸能盒替代原始冲压吸能盒。采用数值模拟方法分析吸能盒吸能性评价指标,比较管件液压成形吸能盒与冲压吸能盒缓冲吸能的性能。设计吸能盒的管件液压成形加载路径,通过成形分析得到加载路径对吸能盒的壁厚分布影响较大。故以吸能盒成形后的最小壁厚最大化作为优化目标,选取加载路径上的压力控制点作为设计变量,采用部分因子方法设计试验,然后采用克里格空间局部插值法构建近似模型,最后利用遗传算法求解得到优化后的加载路径,成功增加了吸能盒成形后的最小壁厚。     

方盒形件拉深变压边力加载研究

选择方盒形轴对称件为模拟研究对象,利用专业CAE分析软件Dynaform研究分析了方盒形件在恒定加载模式、直线递增模式、直线递减模式、V型模式和Λ型模式等典型压边力加载模式下的拉深成形性能。研究结果表明,通过对比分析方盒形件壁厚分布和成形极限图,采用V型变压边力控制曲线,可以有效合理地控制材料的流动,降低板料拉深成形的难度,减小拉深力,特别是能够有效地避免工件拉深过程当中出现的的起皱和破裂两大主要成形缺陷,最终可以显著改善成形件的拉深成形性能。     

连续多点成形过程中起皱缺陷的有限元分析

连续多点成形中的皱曲是一重要的成形缺陷.阐述连续多点成形技术的原理,建立球形件的有限元模型,并采用数值模拟的方法研究连续多点成形中皱曲的情况.得到0.5 mm厚08Al钢板在成形过程中起皱缺陷的模拟结果.结果表明:皱曲主要产生在板材的两侧区域和两端区域.利用板材不同区域壳单元中面的主应变状态分析不同区域不起皱和起皱的原因.得到0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm和2.0 mm厚08Al钢板在不同压下量下的端部起皱模拟结果.结果表明:板厚相同,压下量越大,起皱越严重;压下量相同,板厚越大,越不易起皱.分析端部皱曲的变化规律并做出合理解释,做了相关的试验验证,试验结果与模拟结果基本吻合.     

摩擦润滑对金属定子衬套外高压成形结果的影响

大长径比金属定子衬套成形管件需要保证较高的贴模质量和成形质量,而摩擦对成形管件的成形质量的影响较大。综合考虑成形管件内径、材料性能参数、加载路径和成形压力等参数的影响,建立金属定子衬套外高压成形数值仿真模型,研究摩擦润滑对等壁厚金属定子衬套成形质量的影响。结果表明:随着摩擦因数增大,成形管件轴向材料塑性流动增幅较大,但成形管件中间截面等效塑性应变沿路径的分布规律基本相同,数值变化幅度也较小。综合分析成形管件过渡处对角距离、壁厚分布标准差和相对壁厚误差3项成形质量评价指标,结果表明,管件成形质量随摩擦因数增大而降低,所以在等壁厚金属定子衬套成形过程中,需要尽量改善管件与模具之间的摩擦润滑条件。