基于Dynaform喇叭口形制件冲压成形数值模拟

利用Dynaform软件对喇叭口形制件拉深成形过程进行数值模拟分析,通过理论计算,对制件进行两次拉深.模拟结果显示:该制件能正常成形,说明工艺参数设置合理.利用Dynaform软件能够很好地预测成形过程,提高产品质量.     

弧齿锥齿轮冷镦挤工艺数值模拟分析

运用DEFORM-3D软件对弧齿锥齿轮冷镦挤工艺进行数值模拟分析,得出了零件在成形过程中的金属流动状况,并模拟了有、无工艺凸台2种成形过程．通过载荷．行程曲线可知,在模具中设置工艺凸台孔可以降低成形力．工艺实验表明,实验结果与数值模拟结果基本相符．     

金属塑性成形的过程模拟及其实现算法的研究

金属塑性成形的数值模拟可以分析得到任一时刻金属的变形状态，其结果一般是静态的，而过程模拟技术可以实现塑性成形整个过程的模拟与可视化，使得成形过程中金属毛坯的流动情况、应力场及其它数据场全程动态可视，本文以齿轮的精锻过程为例对金属塑性成形的过程模拟技术进行了研究，探讨了实现金属塑性成形过程模拟的一些关键技术问题，并给出了实现该技术的具体算法。     

多点成形回弹补偿算法及其验证

采用理论分析、数值模拟与成形试验相结合的方法,研究了板材多点成形回弹补偿和修正方法。基于弹性幂强化材料模型推导了回弹前曲率的计算公式,结合三次B样条拟合建立了修正回弹的模具型面补偿方法。根据计算得到的模具型面信息对成形过程进行了数值模拟及试验验证,结果表明:本文方法可以有效地控制单曲率曲面多点成形过程中回弹引起的形状误差。     

基于延性损伤和剪切损伤的铝合金成形极限预测

针对应用拉伸失稳理论和缺陷理论获取铝合金成形极限图(FLD)的局限性,提出了一种基于延性损伤和剪切损伤的铝合金成形极限的获取方法。通过在损伤过程中引入裂纹状态变量,将FLD的获取转化为计算板材在不同应变路径下断裂时对应的极限主应变。本文以5083-O铝合金为例,设计了简单的缺陷试样加载试验和缺口试样纯剪切试验,利用有限元仿真的方式获取了材料在不同应变率下失效时对应的应力三轴度和剪应力比。通过圆顶冲头涨形的数值模拟,获取了板材在不同应变路径下断裂时对应的冲头行程、极限厚度和断裂成形极限图(FFLD),并与试验结果进行对比。结果表明:数值模拟获取的板材成形极限和试验结果基本吻合。将本文获取的FFLD应用于高速动车组司机室覆盖件的冲压成形效果分析中,预测的成形工件的失效形式和断裂位置与试验结果相吻合。     

基于响应曲面法的板料渐进成形最大减薄率预测与分析

以典型方锥台件为成形对象,考虑了层间步距、板材厚度和工具头直径3个工艺参数,首先,使用Box-Behnken方法设计了15组实验,并使用超声波测厚仪获得成形件侧壁上沿深度方向的厚度变化趋势。测得的数据表明,在渐进成形过程中厚度变化并不是一直遵循正弦定律的,而是出现了过度减薄的现象。然后,应用响应曲面法建立了3个工艺参数与制件的最大减薄率之间的二阶响应曲面模型,分析了3个工艺参数独自及其相互作用对最大减薄率的影响。研究结果表明,最大减薄率随工具头直径的减小和步距的增大而增加,但受板材厚度影响较小。最后,以获得最大减薄率的最小值为目标优化工艺参数,得到了最优工艺参数组合:层间步距为2mm,板材厚度为1.27mm,工具头直径为10mm。研究结果对避免渐进成形件过度减薄及提高成形质量具有指导意义。     

四通管内高压成形的工艺优化和分析

基于Dynaform软件,建立四通管内高压成形的有限元模型。选取初始进给量、初始内压力、中间内压力作为设计变量,成形后管件的最小壁厚和最大壁厚为设计目标,基于Box-Behnken Design实验设计和响应曲面法,分别建立以管件的最小壁厚和最大壁厚为目标的响应面模型。通过数值模拟的方法研究了各个参数对成形管件的影响,并通过方差和回归分析,确定了模型的最优参数。将模型预测的因素值进行有限元数值模拟后得到的结果与模型得出的结果值的误差率小于1%,验证了模型的可靠性。结果表明,通过响应面法和数值模拟可以快速获得质量较好的四通管类零件成形工艺参数。     

使用可弯曲辊的三维曲面卷板成形过程数值模拟

简单介绍了可弯曲辊卷板成形技术,利用通用有限元程序建立了可弯曲辊卷板成形过程的有限元模型。进行了球形件的数值模拟,得到了球形件的应力分布与应变分布。研究了上辊不同压下量对其成形过程的影响,结果表明:在一定的辊间距下,压下量的变化对球形件纵向曲率影响非常敏感,探讨了不同摩擦情况对成形过程的影响,对回弹进行了初步的分析,通过实验验证了模拟结果。模拟结果对可弯曲辊卷板成形设备的优化设计以及实际板材成形研究都有重要意义。     

热挤压工艺过程非稳态的有限元分析

依据工艺试验所得数据,采用有限元软件对铝棒材挤压成形过程的温度场进行了数值模拟,得出了反映该过程温度场分布和变化情况的云图,并结合实验研究和模拟结果对其工艺规律进行了深入分析.研究结果表明:保压时间是决定工艺稳定性和制件质量的重要工艺参数,合适的保压时间可使挤压过程中变形区金属始终处于半固态,保证工艺的顺利实施.该结论为进一步设计优化工艺参数提供了理论依据.     

高强度钢板热成形三维温度场数值模拟分析

基于三维温度场有限元理论,考虑高强度钢板实际热成形过程中板料和水冷模具的温度边界条件,开发了用于热成形的KMAS_HF(King mesh analysis system_Hot forming)温度场分析模块,其中分别采用壳体单元和三维四面体单元模拟板料和模具温度场,将板料相变潜热释放引入温度场分析过程中。以典型U型试件为例,对其热成形过程进行数值模拟分析,并与实际试验进行对比研究。结果表明:板料与三维实体模具温度变化的数值模拟结果与试验结果一致,该模块对于热成形温度场分析预测具有重要指导意义。     

板料拉延成形的数值模拟与网格试验法

为了对板料拉延进行缺陷预测,在分析板料成形数值模拟和网格试验技术的基础上,采用数值模拟进行拉延成形分析,以及网格试验法进行成形缺陷成因判断,并将两者综合应用进行拉延成形缺陷预测和工艺优化的实例中.     

基于连续介质损伤力学预测7075铝合金热冲压成形极限图

针对应用试验方法获得的7075-T6铝合金板材热冲压成形极限图(FLD)的局限性,开展了基于连续介质损伤力学预测7075铝合金热成形FLD的方法研究。提出应用一组单轴黏塑性损伤本构方程并优化材料常数,建立了平面应力损伤本构方程,通过分析7075铝合金在不同温度时成形极限曲线(FLC)的特点,得出不同应力状态对损伤的影响,预测7075-T6铝合金板材在四组温度和三组应变率下的FLC。研究结果表明,基于单轴损伤本构方程进行数值分析得到的应力-应变曲线与试验曲线基本吻合。应用平面应力黏塑性损伤本构方程能够预测铝合金板材热冲压过程中不同温度和应变率的FLD,为铝合金板材热冲压过程提供失效判断依据。     

有限元数值模拟技术在汽车冲压件成形中的应用

板料冲压成形作为一种重要的塑性加工工艺,广泛应用于各种工业领域,在汽车制造业中显得尤为重要.介绍了板料冲压成形在汽车制造业中的重要地位以及国内外汽车冲压件成形的现状.综述了有限元数值模拟技术的发展状况、理论基础以及一些专用的有限元软件.板料在冲压成形过程中经常出现起皱、破裂及回弹等缺陷.通过对几种典型汽车冲压件的成形分析,证明了有限元数值模拟技术能够在成形过程中很好的预测成形缺陷.并指出数值模拟在冲压成形中正发挥着越来越重要的作用.     

管件液压成形过程的有限元分析及实验研究

以圆管变形为管球相间零件为研究对象,对液压成形这种新工艺进行研究.采用计算机数值模拟与试验相结合的方法,分析了圆管液压成形过程.管件液压成形主要有褶皱和破裂两种失效形式,而成形控制中最主要的参数之一是压力,即管件内部压力和轴向压力.在对不同加载路径进行分析后,得出模拟结果与相同条件下的实验结果比较吻合的结论.研究表明了液压成形工艺中加载路径(内压力与轴向压力的配比关系)的重要性,同时也证实了用计算机模拟仿真液压成形过程具有一定的可靠性.     

球形面多道次多点成形的数值模拟

通过对球形面多道次成形的有限元数值模拟,分析了多道次成形数值模拟的关键技术,研究了多道次成形的特点及规律,阐述了成形过程中易产生的缺陷和需解决的关键问题。结果表明:多道次成形可以优化板材的变形路径,使变形均匀,有效地抑制起皱,提高板材成形能力。     

滚压拉伸成形曲面技术及其数值模拟

介绍了柔性滚压拉伸成形技术原理及特点,通过数值模拟,研究了板材厚度、宽度和材质对成形质量的影响。结果表明:随着板材厚度的增加,板材内外层的压缩变形量和拉伸变形量增大,回弹量减小;随着板材宽度的增加,板材中间位置的流动性变差,板材变形不均匀;与08AL钢板相比,2024铝板材成形件的等效塑性应变值较大,而回弹量较小。该成形工艺的可行性和实用性已得到验证,模拟结果对于实际板材滚压成形工艺具有指导意义。     

半球底筒形件充液拉深加载路径优化研究

针对半球底筒形零件充液拉深过程中悬空区形成的"软拉深筋",通过理论分析、数值模拟和工艺试验对与半球成形阶段直接相关的液压加载路径进行优化研究.理论推导得出液压载荷加载范围,并以其为基础进行多种加载路径条件下的数值模拟,获得不同加载路径对破裂关键点的壁厚及应变的影响规律,结合试验确定了合理的液压加载路径.结果表明:零件半球部分成形过程中破裂关键点在优化的加载路径条件下既可产生必要的有益摩擦,改善成形过程的应力应变状态,又可避免破裂关键点的过度减薄,提高了零件壁厚分布的均匀性和成形极限.     

复杂钩舌锻件近净成形的预锻形状优化设计

提出了基于闭式模锻的铁路钩舌锻件的近净成形工艺方案,针对近净成形中的预锻成形件设计这一关键技术进行了研究。通过对终锻成形阶段金属流动特点的分析,设计了预锻成形工艺。将多重响应面法与数值模拟相结合,以锻件填充完整、锻件变形均匀性最好以及材料的损伤最小为目标函数对预锻成形件的形状进行了多目标优化,并通过成形试验验证了优化设计的结果。测量与分析结果表明,本文方法可获得优化的预锻件形状,基于本文设计出的预锻件,可得到无成形缺陷且精度好的终锻成形件,实现了钩舌锻件的近净成形。     

基于方形压头的双曲率船体外板分段成形设计

以双曲率船体外板三维曲面件为研究对象,针对小模具对大型板材的分段成形问题,选用方形压头对大型板材进行数值模拟研究。当板材尺寸大于模具大小时,对板材进行分区域成形,实现小模具对大型板材的分段成形。对双曲率板材过渡区的模具型表面进行变形协调设计。采用非均匀有理B样条曲线(NURBS)曲面重构技术构建双曲率分段成形过渡区,并采用数值模拟的方式对成形后的效果进行验证分析,对比有无过渡区的双曲率板材成形,结果表明,设置过渡区可以有效地抑制分段成形的交界处产生的波浪形缺陷,证明了该方法的有效性,为大尺度板材多压头快速成形提供理论基础。     

摩托车发动机用花键冷挤压的有限元分析

采用金属成形有限元分析软件DEFORM,模拟了在不同入模半角下,JH70摩托车发动机主轴的矩形花键冷挤压成形过程.仿真结果显示,成形力随入模半角的增加而上升,选择适当的入模半角,有利于金属成形.并进行了工艺实验,实验结果与数值模拟结果一致.