型材滚弯回弹影响因素研究

型材滚弯过程存在回弹,会影响型材弯曲件的最终成形精度。为研究型材滚弯回弹影响因素,以型材滚弯工艺为研究对象,分析了滚弯成形控制原理,推导了型材滚弯回弹半径计算公式,进行了等曲率条件下型材弯曲半径回弹量解析解与有限元数值解对比,误差在10%左右。随后进行了型材变曲率滚弯有限元模拟,模拟计算半径误差比在9%~14%之间。对不同摩擦系数、滚轮转速、滚轮夹持力条件下的回弹量进行了计算,发现随着摩擦系数和滚轮转速的增加,滚弯回弹量也随之增大,随着滚轮夹持力的增加,滚弯回弹量逐渐减小。     

中空铝合金型材拉弯成形工艺研究

拉弯成形工艺具有成形精度高、回弹量小、生产效率高的优点,对轨道列车端顶弯梁进行拉弯数值模拟与成形实验。利用数学解析法计算得到了型材拉弯过程中夹钳的运动轨迹,并定义了型材拉弯过程中典型的成形缺陷。利用有限元模拟对比分析不同选材和工艺参数下成形后零件的应力分布、回弹、截面畸变和空间扭转。研究结果表明:选用ENAW-6005-T4材料可以避免型材拉弯过程中的断裂;采用预拉0.5%和补拉1.5%的加载组合时,型材的卸载回弹量最小;采用1.5 MPa的填充压强可以有效地抑制型材外壁的内凹;改善摩擦条件可以减小成形后的空间扭曲。采用优化后的工艺参数进行了实验验证,测量结果和数值分析规律相吻合。     

塑料包覆铝型材拉伸弯曲实验研究

针对轿车用复杂截面PVC塑料包覆铝型材密封条的三维拉弯成形,采用控制拉伸量的方法,通过选择合理的预拉量、恰当的成形模具截面及型材间填充物,对该截面型材进行了平面和垂直拉弯成形实验,得到了该型材平面和垂直拉弯的半径回弹量。结果显示,垂直拉弯回弹量是平面回弹量的1倍多,实验结果为研制该型材及同类产品拉弯工装模具和工艺参数选择,提供了依据。     

铝型材三维拉弯成形回弹预测的理论解析与数值模拟

通过对柔性多点三维拉弯成形工艺原理进行抽象与合理简化,将矩形截面三维拉弯成形过程等效为菱形截面的二维弯曲过程,建立了菱形截面型材回弹理论分析模型;随后建立了矩形截面型材拉弯成形过程及回弹变形的数值模拟模型;基于开发的柔性多点成形装置,分别对比数值模拟和理论解析模型与实验回弹的结果,验证了理论模型的有效性。研究结果表明,理论模型与实验的误差值大于数值模拟与实验的误差值,最大误差值为1.3124 mm,发生在离型材中心最远距离处,且小于目标成形件的最小误差值2 mm。并且理论模型的计算较数值模拟模型更为简单、用时更短,为以后的三维拉弯回弹预测研究提供了理论参考。     

基于PS2F的铝型材拉弯回弹研究

采用型材2D拉弯仿真软件PS2F对矩形截面铝型材张臂式拉弯进行了分析,探讨了弯曲半径、弯曲角度及铝合金材料性能对型材单曲率拉弯回弹的影响。研究结果表明,在缺省的拉伸力控制参数设置及夹钳加载轨迹由软件自动优化的情况下,对于给定的弯曲半径,型材零件端部的回弹量随弯曲角度的增加呈指数上升趋势;对于一定的弯曲角度,零件端部回弹量随弯曲半径的增加而线性增加;在相同弯曲半径和弯曲角度的情况下,材料性能对拉弯回弹量有重要的影响。     

变截面型材拉弯成形工艺仿真与优化

根据7075铝合金变截面缘条零件的特征建立有限元仿真模型,研究变曲率型材成形过程中的各项工艺参数对零件拉弯成形时所产生的起皱和回弹等表面质量问题的影响。在等截面与变截面的不同条件下的拉弯仿真工艺参数的选择,会直接影响成形结果。加大拉紧力,可以有效解决拉弯后零件的起皱现象;在相同拉紧力下,减小型材宽度,可以避免型材断裂的问题。增加包覆角度,可以降低拉弯后零件的回弹量,也可以使零件卸载后的相对于模具的位移缩短。工艺仿真与工艺参数的优化可以解决拉弯后零件的起皱和回弹现象,并通过工艺试验对仿真后的结果进行工艺验证。     

典型铝合金型材零件拉弯成形工艺的数值模拟与实验研究

针对型材拉弯成形过程的起皱、破裂和回弹等问题,对成形后的2B06铝合金型材零件进行测试分析。利用ABAQUS软件对其拉弯成形过程进行有限元模拟。预测出零件成形过程中容易出现的起皱和破裂区域,验证了数值模拟回弹过程的准确度。研究结果表明,成形过程中零件的圆角处切向应力较大,为型材零件成形时的危险区域,容易引起减薄和破裂。零件的圆角外侧切向应力约为圆角内侧切向应力的3倍,造成型材零件产生回弹。通过回弹量对比,可以看出数值模拟结果和实验结果总体上吻合良好。因此,对铝合金型材拉弯成形过程进行数值模拟,可以有效预防成形中缺陷的产生。     

π截面铝合金型材拉弯成形工艺数值模拟研究

针对A7075-T6型材结构件,利用ABAQUS软件建立π型截面型材拉弯成形有限元模型,对该铝合金型材结构件拉弯成形进行数值模拟,并分析预拉量、补拉量、弯曲半径及摩擦系数的变化对回弹的影响。结果表明:预拉量、补拉量、弯曲半径和摩系数都会影响回弹量,在相对应的变化范围内,回弹随着预拉量、补拉量的增大有明显减小的趋势,而回弹量与弯曲半径和摩擦系数均呈正相关。其中对回弹量的变化影响较为明显的为拉伸量;当预拉量为1%,补拉量为2%,摩擦系数为0. 08,弯曲半径为200 mm时,回弹最小。     

铝型材拉弯回弹数值模拟研究

简要介绍了型材拉弯成形工艺方法,同时还介绍了拉弯成形基本原理,分析了拉弯工艺加载方式,建立了型材拉弯成形有限元模型,模拟了铝型材拉弯成形过程及回弹。模拟结果表明,不同的加载方式和工艺参数对型材拉弯成形质量有一定的影响。     

2099铝锂合金型材的变曲率滚弯工艺

2099铝锂合金变曲率2型材是我国自主研制的大型客机C919的重要桁架零件,其轮廓曲率不断变化,依靠传统经验式的滚弯方法很难成形该种零件。为此,提出了有限元数值分析的方法对2型材的等曲率滚弯过程进行了仿真,得出了其滚弯成形规律和回弹规律。依据滚弯成形规律,采用分段等曲率滚弯的方法进行了变曲率型材滚弯有限元模拟,确定了变曲率型材滚弯中各分段的左右滚轮抬升量。根据变曲率型材滚弯模拟结果进行了型材的变曲率滚弯工艺试验。结果表明,型材贴模效果较好,轮廓误差仅为0.5mm,满足设计要求,模拟结果与试验结果一致性较好。     

ITER校正场线圈三辊成形及回弹的有限元分析

在理论分析的基础上,采用大型有限元分析软件ANSYS对国际热核实验反应堆(ITER)校正场线圈(CC)三辊成形和回弹过程进行了有限元分析。研究了不同成形半径下导体的变形、应力分布和当压下轮移除后的导体的回弹规律。设计了三辊成形设备,并在设备上完成了不同半径的成形,获得了导体回弹后的弯曲半径。试验结果和分析结果基本吻合,验证了所建立的有限元分析结果的正确性。根据试验和分析结果,确定了成形不同半径时的回弹补偿量。为ITER CC主体部分三辊成形提供了理论和实践指导。     

不同材料型材拉弯成形性的比较

介绍了型材拉弯成形性的比较方法,通过数值模拟,建立不同型材的拉弯成形性图,用于评估截面畸变等缺陷产生的难易;以某轿车门框复杂截面型材为例,进行了AA6060—T4和TRIP800两种型材拉弯成形性的对比,表明铝合金型材比钢型材具有更好的拉弯成形性,可得到较高的成形精度,有利于轿车车身轻量化设计。     

An automatic spring-back compensation method in die design based on a genetic algorithm

In the present work, a die shape design method to compensate spring-back in the sheet metal forming process is developed based on a finite element analysis and a genetic algorithm. The proposed method is robust and automated enough for industrial applications. Using a simple stretch bending process as an example, it was demonstrated that the new method optimizes the die profile effectively. The good performance of the die profile optimized utilizing the new method was also verified experimentally, confirming that the new method is likely to be more cost-effective than common design practices in practical applications.     

汽车覆盖件成形回弹仿真及模面优化研究

回弹是汽车覆盖件冲压成形时产生的主要质量缺陷之一,直接影响到覆盖件产品的尺寸精度和最终形状。以某汽车覆盖件为例,利用板料成形仿真软件Dynaform实现了零件的冲压成形和回弹模拟,重点预测了实际板料冲压成形后可能出现的回弹量,并优化模具型面来控制回弹。通过将仿真结果与实际生产合格零件作对比,验证了优化方案的合理性和仿真模拟的准确性,对汽车覆盖件模具生产制造具有重要的指导意义。     

U型钢弯曲回弹试验及回弹规律数值分析

通过对25U型钢弯曲回弹前后实际曲率半径与型材弯曲理论公式数值计算结果的对比、分析,结果表明:25U型钢在弯曲半径大于1 000 mm时,随着弯曲半径的减小,所对应回弹量增大,回弹前的弯曲半径与型材弯曲理论公式数值计算结果之间存在很大的误差;当弯曲半径小于1 000 mm时,随着弯曲半径的减小,所对应回弹量变化不大,并且与型材弯曲理论公式数值计算结果之间的误差较小。实际应用中以1 000～2 500 mm曲率半径为主,因此需在这一范围内对型材弯曲理论公式进行修正,修正后的型材弯曲理论公式数值计算结果与实验值相吻合,可以用于计算25U型钢加工设备的控制量,指导实际生产。     

弯曲工位模具的虚拟仿真设计的研究

在板料冲压弯曲成形中,由于工件形状比较复杂,且成形过程受材料性能、冲压力和速度等诸多因素的影响,在模具设计时难以计算其回弹量.本文借助ANSYS/LS-DYNA模块,对成形过程进行了显式动力学分析,模拟了其冲压成形过程,计算和仿真了冲压成形过程中的应力和变形状态;在此基础上进行了隐式静力学分析,模拟了其回弹过程,计算和预测了卸载后的回弹量,为精确设计冲压弯曲模具做了有意义的探索.     

预弯工艺参数对UOE焊管O成形的影响

采用有限元分析方法研究了焊管UOE成形技术预弯工艺参数——预弯弧度和预弯半径对O成形的影响。研究发现,预弯工艺可以改善板料O成形后的曲率分布,在预弯弧度大于25°时,O成形后管坯的边缘直边现象得到明显改善。随预弯弧度的增加,O成形后的管坯曲率逐渐趋于均一,但是成形载荷随预弯弧度的增加而增加。预弯半径为焊管名义半径的1.0～1.3倍时,可以获得较好的形状,过大或过小都会使O成形后管坯的曲率沿弧长方向急剧变化。在相同压缩率的情况下,在上述合理的预弯半径范围内所需成形载荷较大,但是在相同变形载荷下,采用上述预弯半径仍然可以优先获得较好的形状。     

基于DYNAFORM的汽车B柱加强板回弹补偿工艺研究

利用有限元分析软件DYNAFORM对汽车B柱加强板进行了回弹模拟分析,并以工程经验指导成形性及回弹补偿工艺的设计。利用ATOS光学扫描仪扫描得到板件的实际状态,与零件数模进行对比分析。结果表明:该工艺方法可以大大减少板件回弹量,提高冲压件质量,对工程生产具有重要指导意义。     

Process planning for laser-assisted forming

Laser forming has emerged as a viable means of assisting conventional forming processes with geometrical accuracy-related problems. By combining the incremental nature of laser forming with conventional processes such as brakeforming which forms material by a single continuous movement of the tooling, the exact specified bend angle and radius of curvature of the bent component may be approached. This may be achieved by sequential or simultaneous application of the conventional tooling and the laser beam. The laser beam may be applied once to the forming zone or multiple laser beam scans may be used.

The combined process allows the forming of highly accurate sheet metal products in a cost effective way, through the possibility to make corrections to the bend angle in a controlled way. Furthermore, the combined process makes it possible to form intricate products that cannot be bent on a press brake due to collision problems or problems emanating from spring-back.

Consequently there are new implications for process planning in brakeforming when a laser beam is used in combination. These implications are discussed for some primitive applications.