基于杯突试验的镀锌板冲压成形失效分析

镀锌板冲压成形时,由于镀锌层的存在其成形性不同于裸板.基于杯突试验研究了镀锌钢板的镀锌层在冲压成形过程中的破坏失效过程及失效机理.结果表明,由于镀锌层过早的破裂而剥落,镀锌板的成形极限小于裸板;良好的润滑可以提高冲压成形性.研究结果为镀锌板冲压工艺设计提供理论指导.     

镀锌板冲压成形性的模拟与实验研究

镀锌板冲压成形时,常常由于镀锌层失效而使成形性下降.本文采用杯突实验和有限元分析相结合的方法,将镀层和基板看作两种材料,运用固连失效接触模型将镀锌板的基板和镀层连接,建立一系列镀锌板的冲压成形极限图.研究结果表明:由于镀锌层本身材料较软以及摩擦导致镀锌层的粉化、剥落,镀锌板的成形极限小于裸板5％～10％左右.研究结果为...     

板料拉深成形数值模拟摩擦模型及参数化实现研究

对板料拉深成形过程数值模拟新技术进行了研究，提出现有的摩擦模型的不足之处，拟提出一种全面考虑板料及模具的材质、表面粗糙度、接触应力、变形温度、变形程度、所用润滑剂的组分等情况的新摩擦模型，并拟用新摩擦模型来实现板料拉深成形过程数值模拟的的参数化研究。     

奥氏体不锈钢变薄拉深过程的数值模拟

利用有限元软件Deform-2D,对奥氏体不锈钢变薄拉深过程进行热力耦合的数值模拟,研究了凸、凹模与坯料间摩擦和变形速度对变薄拉深过程的成形载荷和坯料损伤的影响。模拟结果显示：当凹模与坯料之间的摩擦增大,成形载荷和坯料损伤明显增大;当变形速度增大,坯料损伤增大而成形载荷减小。上述结论为奥氏体不锈钢变薄拉深工艺优化设计提供了可靠的理论依据。     

变薄拉深过程的数值模拟

利用上限元法对变薄拉深过程进行了数值模拟。在考虑加工硬化的基础上分析了凹模、芯轴与制件之间的摩擦因子以及变形比对变薄拉深工艺过程的影响。     

筒形件反拉深数值模拟的关键技术

结合对Ｎｕｍｉｓｈｅｅｔ’９９标准考题的模拟研究,论述了反拉深成形过程有限元模拟的关键技术问题,涉及反拉深成形过程的强化模型、接触、起皱、破裂及回弹计算等,并介绍主要模拟结果。     

基于Dynaform的浅锥面拉深数值模拟

浅锥面拉深的主要失效形式是起皱和破裂。以Dynaform软件为平台,结合正交试验方法,对某浅锥面罩零件拉深过程进行数值模拟。分析了厚向异性系数、摩擦系数、拉延筋阻力以及压边力对浅锥面罩零件拉深性能造成的影响。通过对拉深参数的优化,基本消除制件拉深过程中的起皱和破裂。     

钢管径向摩擦焊温度场数值模拟

采用ABAQUS有限元软件,基于传热学及弹塑性力学有限元法,建立了径向摩擦焊接过程的二维轴对称、热力耦合及非耦合有限元计算模型.采用网格重划分技术模拟了径向摩擦焊接过程中焊接接头的温度场分布.结果表明,模拟出的接头飞边形貌与实际结果吻合良好.在二级摩擦阶段,摩擦界面由摩擦生成的热量与飞边形成带走的热量以及热传导散失的热量达到动态平衡,界面温度稳定在1320℃以下.在三级摩擦阶段,由于高温金属层被迅速挤出,界面温度迅速下降.通过分析金相组织,得出接头热循环过程.接头温度分布的模拟结果与实际结果吻合良好.     

摩擦焊接过程数值模拟技术研究进展

根据摩擦焊接过程数值模拟存在的主要难点,重点介绍了摩擦焊接热输入、焊合区金属塑性变形、以及焊接过程主要参量场,如温度场、应力应变场有限元热力耦合分析的几种模型及其研究进展。文献研究表明,目前摩擦焊接过程物理参量场的数值模拟主要采用二维、非稳态、变物性模型。一般忽视辐射及对流换热。焊接界面上热流量可以根据扭矩曲线或摩擦系数分布曲线计算,热流分布采用均布或线性假设,近年来有关学者直接根据焊接材料的性能数据和设定的焊接规范参数进行摩擦焊接过程特征参量及相应物理参量场的模拟研究工作,并模拟了摩擦焊接过程的两种产热模型及其转化规律（摩擦初期的摩擦产热与摩擦后期的塑性变形产热）。     

温模条件下镀锌钢板摩擦行为研究

开发了温模条件下钢板摩擦行为的评估装置,在此基础上研究了模具温度变化对镀锌钢板成形表面摩擦行为的影响。结果表明,不同镀层特性的镀锌钢板的摩擦系数随模具温度变化呈现出不同的变化规律。当模具温度升高时,热镀纯锌、电镀纯锌和热镀锌铁合金的摩擦系数均有所升高。由于预磷化膜的存在,预磷化电镀锌钢板的摩擦系数随模具温度变化有所波动,且总体维持在较低的数值。电镀纯锌钢板表面摩擦系数在模具温度较低时变化不大,但在模具温度较高时大幅度上升。     

Frictional behavior of the sliding interface between an A2 steel die and zinc-coated steel sheet

The forming of coated sheet steel products is performed for a wide range of processing conditions. This article examines the effects of die history on the frictional nature of the sheet-die interface. It has been found that as successive tests are performed on a die from the as-lapped condition to the “run-in” condition, the die surface morphology changes significantly and the coefficient of friction, μ, decreases. Changes in surface roughness as well as scratch formation on the die are believed to affect the nature of the die-workpiece, lubricant interaction. The findings in this study suggest that the extensive polishing procedures used in the manufacture of new stamping dies should be carefully reevaluated.     

镀锌钢板的锌层附着特性及成形性研究

文章针对4种不同种类的镀锌钢板开展了锌层附着特性和成形特性研究,深入分析了镀锌钢板的抗粉化和剥落性能以及锌层对钢板成形极限和极限拱顶高的影响。结果表明,对于镀层强度较高的热镀锌铁合金钢板,其抗粉化和剥落性能较差。且随着温度的升高,镀锌板的锌层脱落量增加。锌层对钢板成形极限的影响很小,但对极限拱顶高有一定影响。     

板成形数值模拟影响因素的正交试验分析

根据正交试验原理，应用板料成形软件对不同压边力、模具与板料间摩擦系数、凸凹模间隙和板料初始尺寸进行数值模拟，将数值模拟的厚度同实际成形件的厚度进行比较，得出上述因素对前翼子板成形结果的影响，并预测了前翼子板较优的理论成形条件。     

基于ABAQUS的管板堆焊动态模拟及其应力特性

针对某企业换热器管板堆焊试验及其工艺技术方案,利用ABAQUS软件模拟在高强度基体合金材料上堆焊过渡合金材料(软质或防腐蚀),得到焊后温度场和应力场的分布规律,并用试验结果验证了堆焊数值模拟结果的合理性,确定了适合此管板堆焊的热源模型及参数。同时,堆焊动态模拟研究结果为堆焊试验提供了充分的理论依据,为优化堆焊工艺及堆焊方法奠定了基础。通过理论研究与试验验证相结合的方法,在满足管板性能及其材料强度等相关技术要求前提下,减少了试验成本和时间,缩短了生产制造周期,对制定焊接工艺有指导性意义。     

Dynamic simulation of resistance spot welding of zinc-coated steels

A model was developed to simulate the temperature distribution and nugget formation during resistance spot welding （ RS1V） of zinc-coated steels. It employs a coupled thermal-electrical-mechanical analysis simulating the dynamic RSW process. Temperature-dependent thermal-electrical-mechanical material properties were considered including contact-resistance. The contact area was determined from a coupled thermal-mechanical analysis. A layer of transition elements was used to represent the change of contact area by killing or activating elements. The heat generation and temperature field were computed in a coupled thermal-electrical model. All these analyses were solved using the commercial finite element method （FEM） based on ANSYS code, and some advanced functions were used by writing a paragraph of codes by the authors. Compared with the results from only coupled thermal-electrical model in which contact area was uniform during the whole process, the result matches better to the experimental results.     

Evaluation of frictional characteristic for Zinc-coated steel sheet

Draw bead simulator (DBS) tests were performed to investigate the friction behaviors of various zinc-coated steel sheets. The friction of the coated steel sheet was evaluated by the ratio of drawing force for the coated steel sheet, T_c, to that for the uncoated steel sheet, T_s. The drawing force ratio, T_c/T_s, was compared with the coefficient of friction measured from Nine’s DBS test. It is clear that the drawing force ratio can be used as a convenient parameter to evaluate the friction of a coated steel sheet compared to the coefficient of friction. Due to the simplicity of the test procedure, this evaluation method is a useful for assessing the stamping formability of the coated steel sheet with respect to the friction behavior and also to investigate the lubricity of the stamping lubricant.     

基于有限元仿真的金属板材单点渐进成形分析

目前对板材单点渐进成形新型工艺的研究多是通过物理试验,从金属宏观位移的角度分析成形过程的一般规律,研究成形参数对成形能力的影响,而无法获得成形过程中真实的变形过程。文章基于刚粘塑性有限元法,应用实体单元,对渐进成形中在直线轨迹和曲线轨迹下的板材成形过程进行数值模拟,分析成形过程中各部分应力、应变的特点,并深入探讨了渐进成形过程的成形机理。研究表明,成形过程中,变形区可以划分为4个具有显著差异的区域考察变形特点;在工具头局部成形时,变形金属在压应力的作用下变形,具有更高的成形极限。     

板料单点渐进成形数值模拟研究

板料单点渐进成形过程变形复杂、影响因素多,工艺参数选择是提高成形质量和成形效率的关键。对单点渐进成形过程进行数值模拟,分析了成形件的应力分布和厚度变化以及成形路径、进给量等工艺参数对成形过程的影响。结果表明:成形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面附近;采用螺旋进给方式可有效提高成形质量和成形效率。实验结果显示,实验结果与数值模拟结果基本吻合。     

金属板料塑性成形摩擦机理的力学模型探讨

本文从微观的角度简要地讨论了在金属板料塑性变形过程中 ,影响模具与金属板料表面的真实接触面积的因素是外力的大小、板料与模具表面的接触状态及板料的机械性能 (主要是屈服应力 )。指出在变形过程中 ,真实接触面积只占名义接触面积很小的一部分 ,并对板料与模具相对滑动时的摩擦力学模型进行了初步的探讨