非对称盒形工件拉深毛坯与成形设计

非对称盒形工件的成形一直是冲压成形工艺难点,其毛坯形状和尺寸直接影响工件成形。根据非对称盒形工件成形时受力分布,合理确定了毛坯形状,简化非对称盒形工件冲压工艺,优化了非对称盒形一次成形模具结构。     

基于滑移约束面方法的毛坯反求技术

由于一步逆算法在用于求解坯料展开问题中,并不能得到足够准确的毛坯,其计算误差会随着变形路径的复杂程度而变大.本文提出采用多步逆算法得到较为精确的毛坯形状及应力、应变分布.多步逆算法将成形过程分成几个工步进行模拟,并通过引入滑移约束面得到中间成形形状,采用牛顿-拉费森迭代将材料坐标和全局坐标中的残余应力转换到局部坐标.将此算法应用于油底壳的拉深计算,通过对比计算结果与实验结果,两步法得到的毛坯右端与实验结果十分吻合.多步有限元逆算法进一步提高了毛坯展开尺寸及应力分布的计算精度.     

板材成形中毛坯外形的逆向多步算法研究

毛坯外形的设计是金属板料成形的重要环节。针对板料拉深成形过程的特点，很多适用于毛坯形状计算的算法被提出，其中的逆向多步算法得到了一定的研究。本文着重对多步法的几种典型算法进行了综合讨论和分析，并指出研究中存在的问题以及未来研究的发展方向。     

基于反向模拟的毛坯外形设计

毛坯外形设计是工艺设计的重要环节，它直接影响工件的成形质量，精确计算毛坯外形极其困难，目前尚无通用的方法，反向模拟结合了塑性变形理论和有限元技术，直接由工件算出毛坯，文中着重指出反向模拟与一般增量正向模拟的区别，对其应用于毛坯设计的原理作了阐述，并通过标准考题验证了方法的有效性，最后将其应用于一实际生产零件的毛坯外形设计。     

多台阶空心件的精密成形及有限元模拟

挤压后的零件不易脱模是多台阶空心零件在挤压成形工艺中的难点.本文介绍了采用分合模机构的挤压工艺,即合模时挤压工件,分模时再顶出.在分析多台阶空心件挤压工艺基础上,运用有限元软件DEFORM对圆台和圆柱两种合适形状毛坯的挤压全过程进行了模拟,分40,55,278,500这4个特征时间步进行分析,得出了金属的流动规律并找到圆柱形是最优的毛坯形状,另外还得到了各个挤压工步的载荷一行程曲线以及侧向胀模力曲线,以便对模具及各种成形参数进行优化.最后按照模拟的工艺参数进行了实验,得出了符合要求的工件.     

基于一步法的前门窗框加强板毛坯设计研究

毛坯设计在汽车板料冲压成形工艺设计中起重要作用,它直接影响工件的成形性.一步法将板料成形过程简化为一个简单加载的变形过程,并采用全量理论分析初始状态和变形终了构形.结合塑性变形理论和有限元技术,直接由工件反算出毛坯.并以某汽车的前门窗框加强板冲压成形为例,通过一步法获得初始毛坯的形状及尺寸,验证了一步法的快速性与准确性.     

冲压轴承座的成形工艺及模具设计

通过对轴承座毛坯尺寸的计算,结合其实际使用要求,进行工艺分析,确定了基本形状拉伸、精整成形、冲孔切边的三步成形工艺方案,介绍了拉伸模、冲孔切边模的主要结构及设计要点。     

板坯电磁成形载荷计算方法及分布特性

用平面螺旋和多叠式线圈加工平板毛坯是电磁成形的一种基本方式,其理论研究包括电路分析和动态变形分析两个方面,其中电路分析的目的是确定作用在工件上的脉冲电磁力,并用于变形分析。通过分析板坯电磁成形中工作线圈在强脉冲电流激励下的动态响应过程,建立了线圈磁场、工件表面感应涡流及磁场的计算公式,给出了成形载荷的计算方法。通过数值分析讨论了载荷的分布特性,数值求解结果与相关实验研究结论一致。将成形载荷数值求解结果用于变形分析时,成功地预测了铝板毛坯的自由胀形过程。     

旋压成形模在变薄拉深中的应用

旋压成形是将毛坯夹紧在模芯上，由旋压机带动模芯和毛坯一起以高速旋转，同时利用滚轮的压力和进给运动，使毛坯产生局部变形，最后获得轴对称零件，旋压模具简单，脸为局部变形，可用功率和吨位较小扔设备加工大型零件，多用于批量小而形状复杂的零件。并介绍旋压成形技术在薄壁筒形件制造中的应用。     

曲拐模锻成形过程数值模拟

以锻钢曲拐为研究对象,运用Deform-3D模拟软件中的成形模块对锻件模锻成形变形过程进行数值模拟,分析锻件毛坯在成形过程中的等效应力、等效应变和成形力。通过对锻后的锻件毛坯与工件进行对比,为曲拐模锻成形提供理论依据。     

Blank design for deep drawn parts using parametric NURBS surfaces

Deep drawing is a forming process controlled by a number of parameters. The initial blank shape is one of the most important process parameter that has a direct impact on the quality of the finished part. This paper describes a new method to determine the optimal blank shape for a formed part using the deformation behaviour predicted by finite element simulations and salient features of NURBS surfaces. The proposed optimization method involves an initial blank shape, which is iteratively trimmed according to the deep drawing simulations results, to achieve the final optimal blank shape. The deep drawing simulations were carried out using DD3IMP, an implicit in-house finite element code. Parametric NURBS surfaces are used to optimize the initial blank shape based on the deformation behaviour predicted by numerical simulation. The proposed method can determine the optimal blank shape for any part within a few iterations.     

基于有限元逆向法和正向法的板料成形过程中合理毛坯形状的确定

合理的毛坯形状可以提高板料成形质量,降低成本.有限元逆向法确定简单形状零件的毛坯具有很高的可靠性,但不适合于单独用来确定带有拉深筋及切边余量大的覆盖件拉深成形板料毛坯.本文采用有限元逆向法和正向法结合的方法,确定覆盖件零件的成形毛坯,并用物理实验验证了其合理性.     

1100-H14铝合金板冷冲锻成形过程的有限元模拟

金属板材冷冲锻成形是近年来发展起来的复合成形新技术,其特点是板材冲锻时不但完成零件形状的成形,还兼有局部结构的体积成形,如凸柱成形.针对带有凸柱的散热板基座,通过对1100-H14铝合金板材冷冲锻成形有限元模拟,探讨坯料厚度、坯料形状、摩擦因数及模具结构对凸柱成形的影响规律.结果表明:坯料越厚,越有利于凸柱成形;摩擦因数越大,越有利于凸柱成形;圆形坯料形状及带有背压的模具结构有利于凸柱成形.模拟结果与实验结果吻合.     

Forging preform design with shape complexity control in simulating backward deformation

This paper presents a preform design method which employs an alternative boundary node release criterion in the finite element simulation of backward deformation of forging processes. The method makes use of the shape complexity factor which provides an effective measure of forging difficulty. The objective is to release die contacting nodes in a sequence which will minimize the geometric complexity throughout the backward deformation simulation. This is done by calculating the effect of releasing each of a select group of boundary element nodes at each finite element solution step. The particular detached node which results in the minimum shape complexity factor will be released for the current step. This process continues for each backward step until the last few nodes remain in contact. This design method is demonstrated through the simulated forging of an integrated blade and rotor turbine disk blank. A preform shape developed by this method is compared with an empirically designed preform. Performance parameters for comparison include die fill, flash volume, effective strain variance, frictional power and die load. Comparing the results of the forward simulations indicates improved performance of the preform design using FEM based backward deformation method over that of the empirical design.     

物理逆向法在优化钣金成形毛坯中的应用

钣金成形中毛坯形状直接影响工件的成形和材料的流动情况,因此优化毛坯设计非常重要,不仅可以得到高质量的零件,而且节省材料和成本。文章介绍了关于‘物理逆向法’的进一步工作,提出了适合生产应用的加热装置。并通过有限元模拟和试验,对比研究了几何法、有限元一步法、物理逆向法确定毛坯的合理性。结果表明,物理逆向法适合毛坯的优化,对于盒形件,该方法与有限元一步法效果接近,而且明显优于几何法。     

高强度钢板的轿车支柱内板成形工艺研究

高强度钢板在成形过程中对工艺参数比较敏感,容易出现破裂等缺陷。采用有限元数值分析技术,对某轿车高强度钢板支柱内板结构零件的拉延工序进行数值模拟分析。对影响拉延成形质量的工艺参数进行了优化,主要对零件的坯料形状、拉延筋和压边力进行优化,通过对FLD图的分析以及综合考虑生产成本等问题,得到了坯料的形状,合理的拉延筋布置和合适的压边力。最终将优化后的模拟分析结果与实际生产出来的拉延件结果进行对比,验证了数值模拟的有效性,生产出质量较好的产品。     

基于边界裁剪的初始坯料网格剖分算法

有限元动力显式算法中,初始坯料网格应具有良好的单元形态和尽可能大的最小单元尺寸,否则会严重影响求解计算的精度和速度,而传统二维平面有限元网格剖分算法无法满足动力显式算法对初始坯料网格的特殊要求.本文针对传统剖分算法的不足,提出了基于边界裁剪思想的初始坯料网格生成算法,可以有效保证网格良好的单元形态和最小单元边长要求,不合格单元较传统剖分算法减少40%以上.该算法具有实施简单、计算效率高等特点,并已成功应用于Fastamp软件的冲压成形全工序模拟模块中,取得了良好的应用效果.     

基于计算机仿真分析的拉深工艺参数优化

汽车前照灯矩形反光镜是典型的非轴对称曲面深杯件，本文采用计算机仿真技术分析了其成形过程，并分别对毛坯形状，凹模圆角，压力力等工艺参数进行了优化设计，使成形质量大大提高。     

基于数值模拟技术的轿车零件成形工艺优化设计

采用有限元数值模拟技术,对轿车结构零件的拉延成形过程进行了模拟分析.对影响拉延成形质量的工艺参数进行了优化,着重优化了板料的形状和零件形面.通过对FLD图和成形结果的分析,得到了板料的形状和零件形面.最终将优化后的模拟结果与实际生产出来的拉延件结果进行了对比.验证了数值模拟的有效性.     

铝合金连杆的楔横轧制坯优化研究

针对某汽车用铝合金连杆,在传统模锻制坯工艺的基础上,提出了楔横轧制坯的毛坯计算方法:首先确定计算截面位于毛坯的杆部还是头部,然后根据杆部、头部的位置不同给出该截面的计算直径和确定其长度的方法;进而分析了楔横轧制坯时坯料形状的优化评价指标;并对具体的铝合金连杆进行了有限元模拟.结果表明:采用楔横轧制坯,不仅加工工艺简单,...