内压对Y型三通管内高压成形影响研究

利用数值模拟对Y型三通管内高压成形过程进行了研究,研究了87MPa～145MPa范围内5条不同内压的加载路径的成形过程,分析了过渡区内凹、支管高度不足等缺陷产生的原因和内压为116MPa时零件成形过程中典型位置的壁厚变化,以及内压对零件壁厚分布的影响。数值模拟结果表明,106MPa～126MPa为成形Y型三通管合适的压力区间,但不同内压成形的零件最小壁厚不同。     

加载路径对变径管内高压成形影响的模拟研究

基于Dynaform有限元模拟软件,在获得合适总轴向进给量以及最大内压力的基础上,重点探讨了轴向进给路径以及内压力加载路径对变径管内高压成形的影响。结果表明：按照前段进给速度大于后段进给速度的双线性轴向进给方式进给能得到一条最优的轴向进给路径;梯形内压加载方式的成形结果要明显优于线性内压加载方式,且当内压区间为40～60MPa时,梯形内压加载方式的成形结果达到最优化。     

加载路径对X形管内高压成形质量的影响

借助管材液压成形仿真模拟软件,参照相关理论计算公式,探索确定仿真工艺参数。重点探讨了线性内压加载路径以及梯度内压加载路径对X形管成形质量的影响,同时分析了不同内压加载路径下,成形质量出现差异的原因。结果发现,梯度内压加载方式比线性加载方式更容易获得成形质量较好的X形四通管。     

基于模糊控制的Y形管内高压成形加载路径优化

以薄壁Y形管为例,进行Y形管有限元建模。运用Dynaform有限元仿真软件进行内高压成形数值仿真,探讨Y形管成形规律、主要缺陷形式及缺陷产生位置;分析几何形貌参数、摩擦因数和加载路径等工艺参数对成形质量的影响。选取起皱间隙和贴模长度作为逻辑控制输入,评价成形状态;为优化Y形管内高压成形加载路径,将成形过程分为4个阶段进行模糊控制系统设计。结果表明：加载路径优化后,充模效果获得较大提升。将内高压成形工艺和模糊控制系统应用于某汽车排气系统Y形歧管,进行结构改进与成形工艺优化,获得了满足质量的合格零件。     

补料比对Y型三通管内高压成形影响研究

对于Y型三通管,由于其结构的不对称性,内高压成形过程中左右冲头的轴向补料比对成形有较大的影响.通过实验和数值模拟,研究了补料比对Y型三通管的壁厚影响规律以及成形中产生的缺陷.结果表明:成形后零件左侧过渡区圆角处壁厚最大,右侧过渡区圆角处次之,枝管顶部壁厚最薄;增加补料比能在一定程度上改善枝管部分的壁厚减薄,但过度加大左右补料比,会使试件左侧圆角处产生内凹缺陷.     

X形管内高压成形过程的加载路径优化北大核心CSCD

加载路径对X形管内高压成形质量至关重要,只有加载路径的各参数匹配得当,才能获得合格的成形件。利用DYNAFORM软件模拟不同加载路径下X形管的成形性能。并基于Box-Behnken Design试验设计和响应面法,以内压力、轴向进给量、背向位移量以及摩擦因数为试验因素,分别建立以最小壁厚、支管高度和极限圆角半径为目标的响应面模型。通过方差分析和回归方程分析,对X形管内高压成形过程的加载路径进行设计和优化,有效地改善了壁厚分布、减小了极限圆角半径、提高了支管高度。采用软件的数值优化功能筛选出最优的加载路径,并在此加载路径下对X形管内高压成形模拟结果和试验结果进行对比,发现误差在5%以内,并且壁厚分布具有一致性,说明了该加载路径优化方法具有较高的准确性和较好的可行性。     

变截面金属零件弯曲回弹的探讨

通过对半圆形变截面多弧相切金属零件在弯曲回弹时变形区的应力/应变分析,基于材料力学中的应力/应变计算,导出冷态下弯曲回弹角的计算公式。可为同类变截面金属零件的弯曲回弹计算提供新的思路与方法。     

基于响应曲面法的并列双支管内高压成形加载路径的优化

为了获得更好的并列双支管成形高度,基于内高压成形工艺的特点,对并列双支管成形过程中的加载路径参数进行优化。通过Design Expert软件进行试验设计,采用ABAQUS有限元软件对并列双支管内高压成形过程进行了模拟研究。以支管高度及减薄率为目标函数,借助Design Expert方差分析分别验证了支管高度(BH)和减薄率(TR)函数模型的可信度,通过期望值方法对多目标进行优化分析,形成一条并列双支管内高压成形优化加载路径。采用该优化加载路径进行试验验证,通过ABAQUS、试验、RSM分别对比了支管高度、减薄率,试验与RSM支管高度误差在0. 9 mm以内,试验减薄率比RSM预测值高3. 5%。     

内压加载路径对汽车前梁内高压成形质量的影响

为了探索工艺参数对内高压成形工艺的影响,对异型截面的汽车前梁内高压成形过程进行了实验研究,材料选用3A21铝合金,采用了两类内压加载路径,对成形外观及壁厚分布进行了比较和分析。实验结果表明,低压合模高压整形的双线性加载较单线性加载路径在成形外观、壁厚分布以及防止缺陷方面优越很多。圆弧过渡区是异型截面零件最大减薄处,双线性加载情况下减薄率达到12％,是容易发生破裂缺陷的区域。     

方截面轻体件的内高压成形研究

管坯内压液力成形工艺由于能够节省材料、降低成本、提高零件机械性,因此近年来在汽车、航空航天等领域中得到了广泛应用。本文针对目前该工艺存在的轴向量与内压之间的匹配关系问题,通过有限元模拟手段分析了由圆柱管坯成形空心方截面零件过程中加载路径对工艺的影响,为该工艺面向生产提供了一定的参考依据。     

块体材料连续变断面循环挤压形状参数的优化

采用连续变断面循环挤压(Continuous Variable Cross-section Recycled Extrusion,CVCE)法对矩形截面的铸态铅块进行挤压和回复镦粗变形,研究了原始坯料高径比、挤压角度等形状参数对块体变形后的外部形状和内部金属流动规律的影响。结果表明:经CVCE工艺镦粗后的试样,由于金属的径向流动和侧面金属翻平的共同作用,导致上底面面积增大,这种变形自上而下依次渗透并逐层减少;坯料在竖直方向上受到挤压而产生的变形有传递的作用,自上而下,各层的压缩量逐渐减少。当挤压角度为6°、原始坯料高径比为1.83时,循环挤压回复到原始形状的效果最好,且制品表面质量更好,内部金属流动较为均匀。     

多线材变截面一维下料问题解法研究

针对多线材变截面一维下料问题,提出顺序价值修正和动态规划算法求解。由于材料具有变截面的特征,同样重量的毛坯在线材不同位置切割时所需的长度是不同的,所以要进行重量与长度的转换,求出任意位置处对应的毛坯长度。然后根据上述方法顺序生成下料方案中的各个布局图,直到全部毛坯的需求得到满足。通过对毛坯的价值修正生成多个不同的下料方案,从中选择最好者作为解。通过与随机测试题比较,实验结果表明,所得解值非常接近最优,当用材料利用率度量时,最优解的材料利用率和所得解的平均利用率之差为0.51%;计算速度很快,通常在7 s以内,该算法更能快速生成布局图,提高材料利用率。     

变压边力对铝合金板料拉深成形性能的影响

利用数值模拟软件对5A02铝合金板料进行了随时间变化和随压边圈位置变化的变压边力拉深研究,分析了变压边力对拉深成形性能的影响。研究表明,采用先增后减的压边力可以显著提高铝合金板料的成形性能,但压边力达到最大值的时间有一个合理范围。施加分块压边力时,应根据压边圈相对位置材料流入凹模速度和变形程度来确定各部分压边圈的压边力大小。     

变压边力对铝合金板冲压成形的影响研究

通过数值模拟和实验,研究了变压边力对铝合金板成形过程中应变路径的变化规律,基于MK法研究应变路径的变化对铝合金板成形极限(FLC)的影响,通过比较不同随时间变化的压边力对铝合金成形极限的影响,揭示变压边力改善铝合金板冲压成形性能的机理。实验和数值模拟结果表明,变压边力改善铝合金板成形性能的主要原因是变压边力对应变路径的影响,对杯形拉深来说,渐增型随时间变化的变压边力可以改善铝合金板的成形性能。     

变压边力对复杂零件成形性能的影响

为改善复杂零件拉深成形性能,以汽车前地板件为例,在实验中通过施加不同形式的变压边力,并进行比较,得到了最优变压边力曲线。从而有效的提高了板料拉深深度,改善了壁厚均匀性分布。     

Effects of backward path parameters on formability in conventional spinning of aluminum hemispherical parts

During multi-pass conventional spinning, roller paths combined with the forward and the backward pass are usually used to improve the material formability. In order to understand the backward spinning process properly, the backward roller paths of hemispherical parts with aluminum alloy 2024-O are analyzed. Finite element model with parameterized conventional spinning roller paths, which are based on quadratic Bezier curves, is developed to explore the evolution of the stress, strain and thinning during the backward processes. Analysis of the simulation results reveals stress and strain features of backward pass spinning. According to the findings, the application of the backward pass can obviously improve the uniformity of wall thickness. Furthermore, references of the parameters in future backward path design are provided.     

变压边力控制与矩形件拉深成形特性的相关性研究

通过采用DYNAFORM软件进行数值模拟试验,确定出在定常压边力曲线控制下矩形件拉深成形压边力变化安全区的取值范围,然后根据该试验结果以及相关资料,选取出12种典型变压边力控制曲线进一步进行数值模拟。变压边力数值模拟试验结果表明,采用变压边力控制矩形件拉深成形过程时,变压边力对矩形件拉深成形特性影响显著。对试验所获得的矩形件最大增厚量和最大减薄量进行数据分析,变压边力对最大减薄量的影响较对最大增厚量的影响更为显著。根据试验结果比较所选取的12种典型变压边力控制曲线可知,改善矩形件拉深成形性能最优的变压边力曲线为曲线L,最差的变压边力曲线为曲线I。最后,分别采用曲线L,曲线I以及定常曲线A进行物理模拟试验,以验证数值模拟的试验结果。物理模拟试验结果表明,其最大减薄量的试验结果与数值模拟所获得的试验结果十分吻合。因此,通过数值模拟可以有效地进行变压边力曲线的预测和控制研究。     

管件液压成形加载路径的多目标优化

在管件液压成形过程中,加载路径对成形过程的影响最为重要。文章给出了一种新的加载路径优化方法,即精英保留非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与成形数值模拟软件集成,实现对加载路径的自动寻优。该方法通过优化算法程序修改加载路径,自动调用数值模拟软件进行分析,在更大的解空间内自动寻找最优方案。文中以某汽车仪表板梁为例,采用该方法对液压成形中的加载路径进行优化分析。结果表明,通过该方法所获取的加载路径较通过人工寻优所获取的加载路径更趋于最优。另外,该方法一次运算能够同时获取多个Pareto最优解,可为加载路径的制订和设计人员的决策,提供更多的选择。