301不锈钢圆孔翻边工艺CAE分析与优化

以301不锈钢为研究对象,对其圆孔翻边成形过程进行了分析和优化。首先根据传统经验法计算的成形参数确定数值模拟方案,然后利用有限元软件Dyanform对各个方案进行数值模拟计算,对比分析成形后零件最大减薄率、成形高度、成形极限从而确定了310不锈钢翻边件成形时凸模圆角半径和预制孔径最合理的范围,最后用数值模拟确定的最佳凸模圆角半径和预制孔径,进行模具设计并进行生产验证。结果表明,数值模拟确定的最佳的圆角半径RT=5.0mm,预制孔径为d=?14mm达到生产要求。     

铝合金圆管拉伸外翻成形过程模拟研究

拉伸外翻可以克服轴压失稳、翻管件尺寸精度不理想等问题.本文采用Deform-2D商业软件对铝合金圆管拉伸外翻成形过程进行数值模拟,观察了成形过程中材料流动情况和等效应力的分布,分析了管坯相对厚度和凸模圆角半径对翻管工艺力的影响.结果表明:翻卷过程中金属材料以较大的速率从内孔内壁流向凸模圆角处,并在凸模圆角入口处速度达到最大值;外筒外壁处材料处于等效拉应力状态,而内孔内壁处材料等效应力基本为零;对于几何尺寸规格一定的管坯,存在一个最佳拉伸外翻凸模圆角半径,当设计的凸模圆角半径等于该最佳值时,翻管工艺力最小.     

面向厚度均匀分布的矩形截面管材液压成形预成形工序设计

为实现矩形截面管件液压成形时圆角填充和厚度均匀分布,设计了3种矩形截面并采用刚性模的预成形方案;利用LS-DYNA软件进行了数值仿真计算,并在最终液压成形工序时继承了预成形工序的仿真结果,以期获得准确的圆角充填结果和厚度分布规律。结果表明,长边内凹、短边平直的预成形方案可保证减薄率低于10%,其直边与圆角过渡段厚度分布最为均匀且容易实现。经实验验证,相对其他预成形方案,长边内凹、短边平直的方案最优。     

基于数值模拟的拉延筋约束阻力计算方法研究

在汽车覆盖件拉深成形中,拉延筋可以在较大范围内调节和控制板料的变形程度和变形分布,抑制多种成形质量问题的产生.其中,拉延筋几何参数起着重要的作用.本文以矩形拉延筋为例,建立了拉延筋约束阻力计算有限元模型,对拉延筋几何参数与约束阻力之间的关系进行分析研究.结果表明:拉延筋约束阻力与凹槽圆角半径和凸筋圆角半径成反比,与筋高成正比.结合某轿车B柱加强板实例,通过优化其拉延筋结构参数,得到当1号等效拉延筋高8mm、凸筋和凹槽圆弧半径3mm;2号等效拉延筋高4 mm、凸筋和凹槽圆弧半径6mm时,该制件成形质量达到最佳.     

异形内轮廓翻边成形时周向应变分散效应解析

为了解决具有异形内轮廓的冲压件翻边工序中易产生裂纹等缺陷,分析了异形内轮廓翻边成形时周向应变分散效应.首先分析了该类型零件的几何特点,然后在塑性力学中的平衡微分方程基础上,推导得到当翻边半径为某值时,变形区任意处的径向拉应力与切向拉应力的值.利用应力应变关系对翻边终了时孔的边缘切向拉应变作推导.结果表明,由于变形区材料之间的补充、牵制作用,在翻边高度一致的情况下,翻边系数计算应以最小内凹边半径段为准.     

汽车曲面翻边件成形工序改进及工艺参数分析

在冲压汽车曲面翻边件时,容易产生边部破裂缺陷.通过对产品的结构和成形特点分析,提出了弯曲、翻边复合加工工序,即在弯曲时进行一定程度翻边的预加工方案.采用有限元分析软件DYNAFORM对板料的成形进行数值模拟,并分析预成形量、凹模圆角等工艺参数对成形减薄量的影响.结果表明,该方案使板料的塑性流动更为合理均匀,降低减薄量,避免局部开裂,为下一步修改模具提供了设计依据.     

小直径薄壁航空导管双翻边成形端头质量控制

针对小直径薄壁航空导管双翻边成形管件端头实际接触区宽度不均匀的问题，研究了模具参数对成形管件接触区宽度的影响。结果表明：第1道次和第3道次模具参数对结果影响很小，第2道次模具参数影响较大，其中圆角半径和圆角所占夹角有较大影响，半锥角度影响较小，成形管件端头接触区宽度随着第2道次凸模圆角半径的增大明显变宽，随着第2道次圆角所占夹角角度的增大先增宽后变窄，而第2道次半锥角度对接触区宽度影响较小。半锥角度应大于等于圆角所占夹角，基于正交优化方法，得到了最优参数组合为圆角半径R=20 mm,半锥角度为85°,圆角所占夹角为80°,此具有最好的成形效果，成形管件端头接触区宽度得到提升，使管件安装时有较大的密封区域，能有效提升双翻边管端头的密封性能。     

镁合金AZ31盒形件拉深成形有限元模拟分析

摘 要:利用有限元数值模拟分析了各工艺参数(拉深温度、凸模圆角半径及凹模内圆角半径)对镁合金AZ31盒形件拉深成形性能的影响,并通过实验进行了验证.结果表明:采用最佳拉深温度和最佳的凸模圆角半径、凹模内圆角半径可以有效地改善厚度为0.5mm的镁合金AZ31板材的拉深成形性能.     

曲面翻边类零件的成形工艺模拟与分析

曲面翻边是板料成形工艺中一种重要的成形方法,但在实际生产中,曲面翻边极易产生破裂、回弹、起皱等缺陷,严重影响产品的美观性和精确度.为了预测和控制此缺陷,对曲面翻边的3种成形工艺进行了分析,并给出了3种成形工艺中,翻边高度、直边长度和底面圆弧半径3个参数的不同数值所对应的应变图及应变曲线图.利用这些结果对3种成形工艺进行了比较,从而为零件的设计和实际生产提供参考,以避免加工的零件产生缺陷.     

基于仿真的汽车天窗圆角面畸变影响因素研究

汽车车顶件是大型车身外覆盖件,在制造过程中经过拉深→切边→翻边→整形等多道工序后,天窗圆角区域极易出现面畸变缺陷,成为生产制造中的难题。通过数值仿真计算某车型车顶件全工序成形过程,分析了天窗圆角面畸变发生的主要工序。通过调整天窗形状设计参数及翻边靠模圆角半径,研究这些参数对天窗区域面畸变缺陷的影响,最终达到指导设计和生产的目的。研究结果表明,采用测量关键截面曲率变化的方法能有效识别发生面畸变的区域。通过对目标零件的分析表明,翻边工序对天窗圆角面畸变影响最严重;增加天窗圆角尺寸,面畸变程度减轻;适当增加靠模圆角半径能减轻面畸变。     

Characterization of surface defects after flanging of metallic sheets

This paper deals with surface defects of automobile outer panels, which alter significantly the vehicle quality. Such defects occur during springback, after forming or flanging steps, and are characterized by concave depression of small amplitude over the convex shape of the part. The aim of this work is to reproduce at the laboratory scale a surface defect that occurs after flanging on a geometry similar to a door upper corner. A dedicated device has been designed in order to generate small size surface defects during flanging of metallic thin sheets. The outer surface of the sample was digitalized and the spatial geometry of the defect was evaluated from curvature change along 2D profiles. This study shows that the flanging height does not influence significantly the surface defect geometry whereas the flanging radius and the corner radius modify the defect depth. Finite element simulations were also performed to compare numerical depth of the defect with experiments and also to investigate the stress and strain states in the defect area. It was shown that the spatial location of the defect is well predicted but its depth was either over- or under-estimated. Moreover, strains remained very small in the defect area, and a compression state prevailed after flanging, whereas a stress gradient developed through the thickness after springback.     

外缘内曲翻边时的应力应变分析

通过对外缘内曲翻边应力应变状态的分析，考虑应变硬化和材料的各向异性，对于满足P．Ludwik应力应变硬化关系式的刚塑性硬化材料，推出了变形区外边缘的周向应力应变计算公式，以及翻边过程中变形区外边缘的长度计算公式。按这些公式计算得到的结果与数值模拟的结果接近。     

橡皮液压成形直弯边回弹试验与分析研究

橡皮成形是飞机制造业中的一种非常重要的加工方法,直弯边成形是橡皮成形的主要形式之一。分析了不同材料厚度和圆角半径下90°直弯边的翻边成形高度和回弹量,并采用试验进行了比较。发现随着厚度和弯曲圆角半径的增加,翻边高度增大。翻边高度理论和试验间存在偏差是由于中性层向内移动所致。回弹随着弯曲半径的增加而增加,随着厚度的增加而下降。分析值比试验值普遍要高0.5°左右。对橡皮成形过程的影响因素压力和保压时间进行了试验,发现压力和保压时间对回弹影响较小。     

密封盖内外翻边模具改进

通过密封盖零件的翻边成形,介绍了密封盖翻边模具结构及工作过程,分析了黑色金属材料在翻边成形过程中产生划伤的原因,提出了采用硬质合金材料制造模具,解决了零件在翻边成形过程中,外表面产生划伤、划痕等问题。     

仿古扇底座拉深工艺及模具设计

分析了多次拉深的拉深痕迹产生的原因。采用大圆角过渡拉深,首次拉深多拉入3%的材料,以后逐次将材料挤回凸缘,并对已成形的凸缘圆角处及时整形。分6次拉深,最后经切边、外缘翻边、整形后完成零件的成形。显著减轻了多次拉深的拉深痕迹,使凸缘圆角部分过渡平顺,提高了拉深件表面质量。同时还介绍了用CAXA软件快速查询复杂拉深件毛坯尺寸的方法。     

铝合金弹性预应力超声喷丸成形试验

超声喷丸作为一种新型的板料成形技术,具有易操作,能耗少及优良成形性能等优点,广泛应用于板料成形中。但自由状态下,超声喷丸成形也易发生球面变形,因而提出了弹性预应力超声喷丸成形方法,以2024-T351铝合金壁板为研究对象,分析预弯力矩大小、成形轨迹和壁板厚度对成形曲率半径及成形性能的影响。试验中通过控制壁板展向的弯曲曲率来实现弹性预弯。结果表明:预应力超声喷丸能够大幅度减小壁板展向的成形曲率半径,同时增大弦向成形曲率半径,且随着预弯曲率半径的减小,这种减小和增大的效应随之逐渐增大。此外,与自由状态相比,预应力超声喷丸能够产生幅度和深度更大的残余压应力场,且表面粗糙度并未随着预弯曲率的增大而增加。分析认为,弹性预应力超声波喷丸能够进一步提高受喷材料的成形曲率并在一定程度上减小球面变形趋势,对大变形大厚度的单曲率零件成形具有重要的意义。     

外缘外曲翻边时的应力应变分析

本文通过对外缘外曲翻边应力应变状态的分析 ,考虑应变硬化和材料各向异性 ,对于满足P Ludwik应力应变硬化关系式的刚塑性硬化材料 ,推出了变形区外边缘的周向应力应变计算公式 ,以及翻边过程中变形区外边缘长的计算公式。通过和数值模拟结果比较发现 ,数值模拟的结果和按本文公式计算得到的结果较接近。     

几何参数对曲面翻边成形的影响

对翻边成形工艺从理论角度进行了重新组合和分类,归纳总结得到9种翻边类型,基本涵盖了实际生产中经常见到的各种翻边形式,对9种翻边类零件进行建模并定义其关键的几何参数,通过对变形区的应变分析,得到影响翻边成形性能的几个主要因素。对每一种翻边类型,通过数值模拟,研究零件弯曲曲率半径R1、翻边曲率半径R2对翻边成形后变形区边缘绝对值最大切向应变εθmax的影响规律,通过实验对模拟结果进行验证。文中得到的规律可以对零件及模具的设计提供参考。