镁合金方形件液压拉深成形的数值模拟

采用Dynaform有限元软件对AZ31B镁合金方形件的液压拉深过程进行数值模拟,研究了分块压边条件下,压边力加载方式、拉深速度、液压力等工艺参数对镁合金方形件壁厚差值和最小壁厚值的影响规律,并分析了方形件的壁厚分布特点.结果表明:镁合金方形件分块压边液压拉深过程中,当圆角块和直边块初始压边力分别为3和1kN,压力增幅△Q为500 N,且均采用“增-恒-减”加载方式,液压力取12 MPa,拉深速度为3000mm·s-1时,可以获得较好的成形效果;拉深后期,压边力大小不断增大或保持不变对镁合金方形件成形效果的影响程度基本一致;液压力大小对镁合金方形件的壁厚极值分布位置影响较小.     

镁合金方形件液压拉深成形的数值模拟

采用Dynaform有限元软件对AZ31B镁合金方形件的液压拉深过程进行数值模拟,研究了分块压边条件下,压边力加载方式、拉深速度、液压力等工艺参数对镁合金方形件壁厚差值和最小壁厚值的影响规律,并分析了方形件的壁厚分布特点。结果表明:镁合金方形件分块压边液压拉深过程中,当圆角块和直边块初始压边力分别为3和1kN,压力增幅ΔQ为500N,且均采用"增-恒-减"加载方式,液压力取12MPa,拉深速度为3000mm.s-1时,可以获得较好的成形效果;拉深后期,压边力大小不断增大或保持不变对镁合金方形件成形效果的影响程度基本一致;液压力大小对镁合金方形件的壁厚极值分布位置影响较小。     

汽车中空异形板件液压成形的实验与仿真分析

为研究基于液压成形的汽车钣金件成形规律,以汽车中空异形板件为研究对象,自行设计并搭建板材液压成形实验测试系统,以此开展板件液压成形的实验研究,借助DYNAFORM有限元软件对板材液压成形进行有限元仿真分析,通过与实验测试结果的对比,验证了建立的有限元模型与数值模拟的正确性。以此为基础,探究压边力、压边力加载路径、液室压力、压边间隙和板材与凹模之间的摩擦系数等关键工艺参数对板材液压成形厚度的影响规律,提出汽车中空异形板件液压成形工艺,为板材液压成形技术在汽车钣金件成形中的应用提供参考。     

压边力成形窗口建立方法的研究

在分析板料成形中起皱和破裂判据的基础上,针对变压边力成形提出了建立压边力成形窗口的方法。为了获得区域较大的成形窗口,该方法设计了两种极端的压边力加载模式,即Z形和反Z形加载模式,并通过数值模拟获得了某筒形件成形窗口的上下边界。研究结果表明,不同的极端压边力加载模式可得到不同的成形窗口,出于安全和可靠性考虑,可在多个成形窗口的交集部分选择压边力加载曲线。     

压边力成形窗口建立方法的研究

在分析板料成形中起皱和破裂判据的基础上,针对变压边力成形提出了建立压边力成形窗口的方法.为了获得区域较大的成形窗口,该方法设计了两种极端的压边力加载模式,即Z形和反Z形加载模式,并通过数值模拟获得了某筒形件成形窗口的上下边界.研究结果表明,不同的极端压边力加载模式可得到不同的成形窗口,出于安全和可靠性考虑,可在多个成形窗口的交集部分选择压边力加载曲线.     

深盒形件液压拉深成形工艺研究

用DYNAFORM有限元仿真软件对深盒形件液压拉深成形过程进行了模拟,分析了压边力和液体压力对盒形件成形质量的影响。研究结果表明,合适的压边力和液体压力能控制盒形件拉深缺陷的发生,采用液压拉深盒形件可获得更好的壁厚分布。     

铝合金异形件充液成形失稳控制策略

对2024-O铝合金异形件的充液成形过程进行研究,讨论充液成形过程中可能出现的失稳形式,通过数值模拟与实验分析液室压力和压边间隙对充液成形的影响,优化工艺参数,提出了控制失稳的措施。结果表明,长边法兰起皱和短边侧壁断裂是成形的主要失效形式,采用合理的压边间隙、液室压力加载路径,可以有效控制法兰起皱和侧壁破裂,实验结果与数值模拟符合较好。     

拼焊板方盒件拉深成形过程变压边力曲线预测

基于有限元数值模拟软件LS-DYNAFORM,对拼焊板方盒形件拉深成形进行模拟研究。通过改变拉深成形过程中压边力这一最重要且易于控制的工艺参数,寻求拼焊板方盒形件拉深成形时较优的变压边力曲线加载形式。为预测不同工艺参数下拼焊板方盒形件拉深成形时的较优压边力加载曲线,建立了变压边力的BP神经网络预测模型,并将该模型预测的结果与数值模拟得到的结果进行对比分析。研究结果表明,拼焊板薄板采用变压边力、厚板采用恒定压边力、且薄板压边力不小于厚板压边力的加载形式,拼焊板成形件整体质量较好,焊缝移动量较小;神经网络预测模型能较好的预测拼焊板方盒形件拉深成形时的变压边力,与数值模拟结果的最大相对误差在12.3%以内。     

铝合金典型件热介质成形工艺的数值模拟

将热介质成形工艺用于铝合金典型件的成形,利用有限元软件MSC.Marc对卫星上的不规则筒形件的热介质成形工艺过程进行了数值模拟,研究了铝合金典型件热介质成形过程中温度、液室压力与加载路径对成形结果的影响,优化了热介质成形关键工艺参数.研究结果表明,合适的凸凹模温度、液室压力和压边力可以避免体皱的产生和破裂的发生,并且能...     

基于变压边力的方盒形工件拉深工艺研究

利用有限元软件模拟了方盒形件分别在定值、直线递增、直线递减、V型等典型的压边力加载模式下的成形过程。比较后得到了较优的压边力加载模式。并结合成形实验不断地进行优化调整,得出一种相对更适合成形方盒形件的压边力曲线。从方盒形件拉深的模拟分析结果中可得:采用变压边力曲线的加载模式要比定压边力模式成形效果好,尤其是V型加载压边力模式更能有效地控制板材流动。在V型压边力曲线基础上,结合成形实验得到了最优变压边力加载曲线,其成形效果最好,可以有效地避免起皱和破裂。合理的变压边力可以改善板材冲压成形的性能。     

Numerical/experimental investigations for enhancing the sheet hydroforming process

In this work the authors present some results of their research activity aimed to enhance the sheet hydroforming process. The main focus is the adoption of a movable inferior plate through which the control of the blank forming is realised. Tests on hemitoroidal parts using an innovative equipment with a movable die were carried on at the Institute of Metal Research (Chinese Academy of Sciences) in cooperation with the Aalborg University, putting in evidence main defects and fracture causes. Finite element simulations of the modified hydroforming process using a movable inferior plate were performed at the Centre of Excellence for Mechanical Computation (Polytechnic of Bari), with the aim of evaluating critical strain values and their location, strain paths, load curves and stress maps were analysed. Specimens with proper geometrical shape were designed to avoid possible ruptures and to reduce material thinning in the critical regions.     

法向应力对板料成形极限影响的研究进展

在板料成形过程中应力状态对板料(板材和管材)的成形极限有很大影响,通过对板料施加法向应力可以提高板料的成形极限。文章综述并分析了法向应力对板料成形极限影响的理论模型、有限元模型以及实验研究方面的进展。理论模型方面的主要进展,是根据经典塑性失稳理论和M-K理论,建立了考虑法向应力影响的成形极限理论模型,可以准确地预测法向应力对板料成形极限的影响;有限元分析的主要进展,是在韧性断裂准则的基础上,利用体单元建立了考虑法向应力影响的数值模型;有关实验研究方面只是初步的探索,还有待进行深入的研究;对影响法向应力提高板料成形极限的因素进行了总结分析。     

热介质充液隔膜成形技术的发展研究

热介质充液隔膜成形是近年来逐步发展起来的将气压隔膜成形与液压成形工艺特点相结合的一种新型板材成形技术,在制造具有双重曲面形状的复合材料零件方面具有突出的优势.介绍了热介质充液隔膜成形这一新型成形技术的基本原理、特点及分类,以及国内外相关研究现状和应用领域,分析了热介质充液隔膜成形技术在发展中存在的关键问题和未来的研究方...     

先进板材液压成形技术及其进展

文章立足于板液压成形这种先进成形技术,面向创新,介绍了其原理及特点,并分类探讨了板液压成形技术最新进展,指出了今后的发展趋势。     

Hydroforming of inhomogeneous sheet pairs with counterpressure

Double sheet hydroforming is a technology which allows to manufacture lightweight hollow components with complex geometries in one forming operation. One major challenge in hydroforming regards the manufacturing of inhomogeneous double sheet parts, i.e., of components, where the two halves are made up of different materials or have a different initial thickness. The failure mechanisms taking place in this case are due to the different amount of draw-in of material in the die during the preforming, which causes the occurrence of wrinkling in the flange, and to the different bursting pressure of the two blanks during the successive calibrating stage. An innovative strategy is proposed, in which a counterpressure is applied at the outer surface of one of the two sheets in order to compensate the different behaviors of the two forming partners, allowing thus to exploit their forming potential.     

夹层钢板冲压的成形机理与缺陷分析

介绍了夹层钢板的材料结构、夹层钢板的冲压成形性及在成形过程中容易产生的缺陷,总结了影响夹层钢板成形性能的因素。介绍了夹层钢板在汽车行业中的应用情况及国内外的研究现状,并指出了当前车用夹层钢板研究的热点难点,对夹层钢板在此行业中应用发展做了展望。     

基于金属板材数控渐进技术的汽车座椅成形工艺

金属板材数控渐进成形工艺不需要专用的模具,是一种柔性的成形工艺.在工艺规划中,通过零件的数字模型来调节成形工具的运行轨迹,达到渐进成形零件形状的目的.由于汽车座椅形状复杂,金属板材渐进成形较困难.本文对其数控渐进成形工艺进行了分析,提出由建模、工艺分析、轨迹生成、HrpDSF处理、安装定位、加工润滑、后处理等组成的金属板材数控渐进成形工艺规划方法,成功地应用于汽车座椅的数控渐进成形中.并对汽车座椅数控渐进成形加工中,通常出现的破裂、回弹、起皱等严重影响成形质量的缺陷原因进行分析,采取不同的处理防范措施,取得满意的效果.为今后完善和发展金属板材数控渐进成形技术起到重要作用.     

5A06-O aluminium–magnesium alloy sheet warm hydroforming and optimization of process parameters

The uniaxial tensile test of the 5A06-O aluminium–magnesium (Al–Mg) alloy sheet was performed in the temperature range of 20–300 °C to obtain the true stress–true strain curves at different temperatures and strain rates. The constitutive model of 5A06-O Al–Mg alloy sheet with the temperature range from 150 to 300°C was established. Based on the test results, a unique finite element simulation platform for warm hydroforming of 5A06-O Al–Mg alloy was set up using the general finite element software MSC.Marc to simulate warm hydroforming of classic specimen, and a coupled thermo-mechanical finite element model for warm hydroforming of cylindrical cup was built up. Combined with the experiment, the influence of the temperature field distribution and loading conditions on the sheet formability was studied. The results show that the non-isothermal temperature distribution conditions can significantly improve the forming performance of the material. As the temperature increases, the impact of the punching speed on the forming becomes particularly obvious; the optimal values of the fluid pressure and blank holder force required for forming are reduced.     

人工神经网络在塑性成形领域中的应用研究

在概述人工神经网络发展及应用的基础上,综述了国内外神经网络在塑性成形领域中应用的现状,着重介绍了板材成形和模具设计与制造方面应用神经网络的现状。利用人工神经网络实现了板材拉深成形智能化控制过程中摩擦系数的实时识别,并对其进行了实验证,结果表明,神经网络模型能够很好地解决板材拉深成形智能化控制过程中摩擦系数的实时识别问题,实现整个拉深化过程的智能化控制。最后指出了当前人工神经网络研究与应用中的不足之处及今后的研究方向。     

Analysis of Residual Stresses in High-Pressure Sheet Metal Forming

The further development of innovative forming processes like sheet metal hydroforming is only possible with the help of detailed knowledge about the workpiece properties and their formation depending on the particular process strategy. Up to now, the detailed understanding regarding the formation of residual stresses in hydroforming processes like the high-pressure sheet metal forming (HBU) is insufficient. Therefore, numerical (FEM) and experimental investigations on the residual stresses induced in HBU-formed workpieces have been carried out. The results show that a higher fluid pressure leads to significantly lower residual stresses in addition to an improved accuracy of form and dimensions.