基于Dynaform的油底壳一次拉深成形探究

采用ETA/Dynaform对发动机油底壳进行了有限元拉深模拟,探讨一次性拉深成形的可行性,设计了两种方案进行冲压模拟,任意选取会破裂的节点,跟踪其运动轨迹,并且得到其在X、Y、Z方向上从冲压开始到结束的应力曲线图,通过观测节点所处的区域在破裂一瞬间的应力图,得知使零件破裂的应力为该节点Z方向的应力,并且据此给出二次拉延成形的初步方案。     

带凸缘圆筒件拉伸成形缺陷受力分析

利用ETA/Dynaform5.6对带凸缘的圆筒件进行拉深成形模拟,通过观察成形极限图预测成形过程中有可能出现起皱倾向以及起皱的部位,并在这些部位各随机采集一个节点,获得节点从冲压开始到冲压结束的应力曲线图,分析在出现起皱倾向或者起皱瞬间的时间点在X方向、Y方向、Z方向的应力值,最后分析出使材料发生起皱倾向以及起皱的原因的是Y方向的应力。     

方盒形件拉深成形无网格法模拟

针对板材冲压成形有限元模拟存在的不足,采用一种新的数值方法——无网格法对方盒形件拉深成形进行数值模拟研究。建立基于无网格法的板材冲压成形力学控制方程。采用材料形函数避免影响域和形函数的频繁更新。通过改造无网格形函数获得动可容形函数,该形函数具有插值性,通过对全域内的节点形函数进行重新构造,可精确施加复杂问题的本征边界条件。利用模具上分布的节点建立矩阵,利用矩阵的特性可实现接触搜索。在此基础上,为提高接触搜索效率,提出建立稀疏"矩阵"数据结构加快接触搜索。编写板材冲压成形无网格模拟程序,实现方盒形件拉深成形无网格法模拟。通过盒形件冲压成形无网格数值模拟考察压边力对盒形件冲压成形过程的影响,获得厚度分布和应力应变分布,通过数值模拟结果与试验结果的比较,表明采用无网格法模拟板材冲压成形是有效的。     

应用数值模拟技术研究摩擦对板料拉深成形的影响

本文论述了摩擦对板料成形的特点和重要性,应用数值模拟技术研究摩擦对板料拉深成形的影响。结果表明：模拟某复杂零件成形性能与摩擦系数关系密切;当摩擦系数为μ3时,冲压方向最大应力最小。研究结果表明采用数值模拟技术便于研究摩擦与板料冲压成形之间的相互关系。     

不同硬化模型对铝合金板冲压成形模拟结果的影响

研究不同塑性变形硬化模型对汽车5182-O铝合金板材冲压成形模拟结果的影响。采用材料单向拉伸试验得到应力应变关系曲线,基于Hollomom、Krupskowsky与Power方程对曲线进行拟合,建立材料室温下塑性变形硬化模型,对厚度为1.5 mm和0.85 mm的5182板材进行冲压试验和有限元模拟分析,对比分析冲压试验与模拟结果。试验与模拟结果显示,当板料厚度为1.5 mm时,板料冲压试验的成形力最大为42.95 kN,板料拉深深度为30.58 mm,基于Power方程计算得到的最大成形力为41.5kN与试验结果比较接近,Hollomom方程计算得到的拉深深度为30.546 mm,板材成形厚度分布与试验结果比较接近;当板料厚度为0.85 mm时,板料冲压试验的成形力最大为34.47kN,板料拉深深度为33.792 mm,基于Power方程计算得到的最大成形力为34.27 kN与试验结果比较接近,Hollomom方程计算得到的拉深深度为33.636 mm,板材成形厚度分布与试验结果比较接近。基于三种硬化模型铝合金冲压成形过程的计算模拟分析结果,并通过与试验对比得到不同硬化模型对铝合金板材冲压成形计算模拟的影响,进一步为汽车铝合金覆盖件在成形工艺的研究分析提供理论指导。     

汽车引擎盖内板冲压工艺设计及数值分析

针对复杂的汽车引擎盖内板在冲压成形中容易产生破裂缺陷的问题,利用AutoForm有限元软件对引擎盖内板进行工艺设计以及数值分析.将正交试验设计方法与冲压数值分析相结合,探讨冲压方向、压边力、拉深筋圆角半径、拉深筋深度和摩擦因数对汽车引擎盖内板冲压成形质量的影响,并利用直观分析法,确定最优工艺参数组合,最终达到理想效果.     

平面应力条件下轴对称拉深成形法兰区起皱和破裂分析

分别采用平面应力和平面应变假设条件,对轴对称拉深成形法兰区的应力分布进行了分析比较,两种情况下的径向应力计算值相差较小,但周向应力计算值相差较大。有限元模拟表明,平面应力条件下得到的解析结果与模拟值非常接近,表明平面应力假设条件比平面应变假设条件更接近于实际情况。在平面应力条件下,建立了轴对称成形法兰区起皱失稳条件和圆筒形件破裂失稳条件,导出了临界压边力的计算式。对于某一具体的拉深成形问题,计算得到了临界压边力与拉深位置的关系曲线。分析结果有助于进一步认识拉深成形各变形区的变形特点,建立更符合实际的起皱、破裂准则,预测成形缺陷及临界压边力。     

基于DYNAFORM发动机罩内板成形工艺的设计与优化

针对某车型发动机罩内板的成形工艺进行设计和优化,使用板料成形数值模拟软件DYNAFORM分析其拉伸成形过程并进行仿真;研究三种工艺方案即充液拉深加高压整形方案,纯刚性模拉深方案和充液拉深加局部刚模整形方案对发动机罩内板成形时的起皱、破裂和贴膜度问题的影响,得出一种最优化的成形工艺方案,为类型的零件生产起到了指导作用。     

球形件反复拉深成形工艺有限元模拟及试验

提出了球形件反复拉深成形工艺,对该工艺进行了有限元模拟与试验验证。与一次拉深成形工艺进行了对比分析,结果表明：凹模圆角区与法兰区应力状态及大小基本相同,但在球底区,反复拉深时径向应力和周向应力都远小于一次拉深的应力,球底区径向应力和周向应力基本为压应力或很小的拉应力;反复拉深时球底区厚度方向应变明显减小,一次拉深、二次反复拉深、三次反复拉深成形的制品最薄点减薄率分别为0.189、0.122、0.049,三次反复拉深可实现近等壁厚制品的拉深成形。该工艺与筒底冷校形工艺相结合,可实现近等壁厚深筒形零件的拉深成形。     

基于数值模拟的某外罩级进模拉深成形解决方案

针对一种由单冲模改为级进模生产的不规则形状的外罩,由于受到料带整体排样、冲压方向以及相邻工步等条件的限制,使得成形方案的最终确定产生了很大困难。为此,使用DYNAFORM软件对备选方案中的拉深工艺进行了数值模拟,在跟实验对比的基础上确定了合理的拉深方案、排样、下料尺寸、压边力大小以及其他相关工艺参数。同时针对在成形过程中所产生的起皱现象,根据模拟确定了拉延筋的参数及布置方案。此外分析了虚拟拉深速度对模拟结果的影响,确定了合适的速度值。生产结果表明,数值模拟对该外罩级进模成形方案的确定起了关键性的指导作用。     

数值模拟的双层金属板拉深成形工艺研究

某轿车排气歧管保护罩采用双层镀铝钢板同步拉深工艺制成,为获得最佳成形工艺参数,避免拉深时产生严重减薄及起皱现象,采用Dynaform软件对双层金属板同步拉深成形过程进行了有限元数值模拟,分析了压边力对拉深成形过程的影响,获得了不同压边力下保护罩内、外层板的壁厚减薄与增厚分布规律。结果表明,与单层板拉深成形相似,对于复杂型面双层金属板拉深件而言,单纯增加压边力并不能完全避免拉深过程中的起皱现象;采用压边力及合理布置拉深筋,可以保证内、外层板材料塑性流动均匀,有效抑制起皱、拉裂等缺陷。根据数值模拟结果进行了产品试制,获得了质量合格的拉深件。     

基于断裂力学的射孔套管孔边开裂行为分析

针对内压作用下的射孔套管的孔边开裂行为,应用断裂力学分别对线弹性条件和弹塑性条件下的孔边开裂进行分析,给出线弹性条件下圆柱壳体孔边裂纹应力强度因子和临界开裂内压公式,以及弹塑性条件下含孔边裂纹管道的临界开裂内压公式;通过MATLAB对两种条件下的力学模型进行解析,首先从线弹性条件下内压、裂纹长度以及孔径对应力强度因子的影响展开分析;然后从弹塑性条件下孔径和裂纹长度对临界开裂内压的影响进行分析;最后对小范围屈服情况下的两种断裂判据的套管临界开裂内压进行了对比。     

强化板材拉深应力与应变分布的研究

拉深过程中的应力及应变对于材料的流动有极大的影响:它们决定了工件的最终形状并控制着拉深中的起皱与开裂等工艺问题。根据拉深塑性变形的相关条件,在一定的简化与假定的基础上,推导出了考虑材料强化(硬化)时拉深凸缘变形区应力与应变的解析表达式。为了直观地表示该应力与应变的分布,运用了AutoCAD内嵌的面向对象的高级开发工具——VisualLISP编制一套程序进行处理,得到了各应力及应变的分布及变化曲线,并分析了它们的变化规律、相关参数的影响及误差产生的原因。结果表明这些表达式能较好地表示应力及应变的分布规律,并与实际情况吻合较好。     

板料成形拉延筋拉延阻力和变形的有限元预测

利用有限元MSC.MARC软件,通过建立试验钢板的拉延筋模型,对其拉延过程进行了模拟,得到了板料被拉延筋夹持后移动过程的应力和板料厚度的分布。并且通过提取板料的节点,得出其节点力,把所有节点力相加即得到拉延阻力。     

薄壁深抛物线形零件固体颗粒介质成形工艺

薄壁抛物线形壳体成形过程为拉深和胀形两种变形模式的复合,极易发生起皱和破裂。固体颗粒介质成形是采用固体颗粒代替刚性凸模或凹模(或弹性体、液体)对板料进行成形的工艺。板材在颗粒介质内压的作用下成形,可以有效防止抛物线形件拉深成形过程中侧壁的起皱;由于颗粒内压是非均匀分布的,故可以有效控制抛物线形件成形过程中的破裂,提高板材的成形极限。根据固体颗粒介质成形工艺的特点,提出了两次成形薄壁深壳体零件的工艺,建立了数值分析模型,通过数值模拟和试验对该成形过程和工艺参数进行了分析。结果表明,采用固体颗粒介质成形工艺过程简单、成形工件壁厚分布均匀、表面质量好、回弹小。     

34CrNi3Mo钢汽轮机叶轮的断裂分析

本文分析了叶轮裂纹产生的原因,认为与应力腐蚀有关。用大型CT试样测定了叶轮材料室温下的断裂韧度,并用小型三点弯曲试样测定了室温下和工作温度下的J (lc)。初步测定了应力腐蚀裂纹扩展速度da/dt。引用应力场叠加原理近似地估算了叶轮裂轮纹尖端的应力强度因子,从而算出了临介裂纹长度和剩余使用寿命。     

Prediction of cracking initiation in enamel coated product and its verification by four-point bending test

The cracking of enamel coating often occurs because of excessive tensile stress under the product usage environment. The cracks loosen the enamel coating, leading to spalling and peeling and subsequent corrosion of the metal substrate. The cracking is also affected by the residual stress, which complicates the prediction of cracking initiation. The objective of this study is to predict the cracking initiation of the enamel coating by the FE-analysis. The brittle fracture properties of the enamel coating in the FE-analysis were determined by an experimental Vickers indentation fracture (VIF) test and a uniaxial tensile test. The effect of the residual stress of the enamel coating generated by the firing and cooling process on the cracking was considered and analyzed with a four-point bending model by the FE-analysis. To verify the predicted displacement up to the cracking initiation of the enamel from the FE-analysis, a four-point bending test was also performed using the same conditions as the simulation and the results were in agreement with those of the simulation.     

Effect of elastic-plastic behavior of coating layer on drawability and frictional characteristic of galvannealed steel sheets

During a galvannealed sheet metal forming, the failures of coating layers (powdering, flaking and cracking) frequently affect the strain state of sheets and deteriorate the frictional characteristic between sheets and tools. Two FE-models in this study were suggested to investigate the effects of the mechanical behavior of coating layers on the formability and friction of the coated steel sheets in FE analysis; the first is one-layer model to express the coated sheet as one stress-strain curve and the second is a multiple-layer model which is composed of substrates and coating layers, separately. First, the frictional properties and the formability of the coated sheets were experimentally investigated using a cup deep-drawing trial. After, the drawing process was simulated by FE analysis of the two models. In the multiplelayer model, the mechanical behavior of the coating is defined as a stress-strain curve which was determined using the nanoindentation test of the coating, its FE analysis and artificial neural network method. The result showed that the multiple-layer model provides more accuracy predictions of drawing loads than the one-layer model in the FE analysis, compared to the actual cup drawing test.