金属板件等离子体弧柔性成形实验研究

以厚度为0．8mm的Q235扇形板、环状扇形板、矩形参考板为试件，研究了圆弧曲线扫描与直线扫描成形效果的差异及板材几何形状对成形效果的影响规律。研究结果表明，利用曲线扫描，可获取非直线展成面，直线扫描和曲线扫描的成形结果存在明显差异，曲线路径扫描是成形自由曲面的有效方法。     

磁控等离子体弧柔性成形试验研究

为进一步提高等离子体弧柔性成形的表面质量,利用磁场控制弧柱的摆动状态进而控制单位面积上等离子体弧的热流密度,使之达到预期目的。通过磁控等离子体弧柔性弯曲成形实验,研究了等离子体弧在交变磁场中的特性,分析了加入交变磁场对板材弯曲成形表面质量、弯曲成形速度的影响规律。研究结果表明,加入适当的交变磁场可明显改善成形件的质量。     

等离子体弧圆弧柔性成形数值模拟和实验研究

将金属薄板等离子体弧圆弧柔性成形视为V形等离子体弧弯曲成形的复合，分析了圆弧弯曲件与V形弯曲件的几何关系。首次提出了参数y与圆弧面圆滑程度的关系，利用有限元分析软件Ansys中的二次开发语言ADPL编制了金属薄板等离子体弧圆弧柔性成形的仿真程序，并进行了实验研究。研究结果表明，当γ0．1～0．12时，所成形的圆弧面十分圆滑；仿真结果与实验结果基本一致。     

钣金件等离子体弧柔性成形表面质量研究

就等离子体柔性成形实验中工件表面出现的斑点、褶皱以及表面氧化问题的机理作了初步的研究和探讨。并提出了一些预防措施。     

等离子体弧金属表面强化处理的数值模拟

给出了用有限元方法对金属材料等离子体弧金属表面强化处理过程数据模拟的数学模型。模型考虑了工件材料的热物理性质随温芳的变化以及理参数的影响。通过与实验值的对比,验证了模型计算的合理性。     

板料柔性拉边成形与压边成形方式的比较

柔性拉边成形是在已有冲压成形工艺的基础上结合柔性拉形原理诞生的一种新型板料柔性成形方法。用柔性拉边技术代替传统压边技术,可实现球形件、鞍形件、盒形件、非规则曲面件及带凸台曲面件等三维曲面件的柔性成形。探讨柔性拉边成形原理及工艺,建立柔性拉边成形过程的有限元模型;为验证柔性拉边成形工艺的可行性和通用性,建立鞍形件多点模具成形及带凸台曲面件整体模具成形过程的有限元模型,通过对比分析拉边成形和压边成形方式,研究不同成形方式对板料起皱拉裂缺陷、应力应变分布、流动及回弹情况的影响。结果表明:压边成形时,板料容易产生起皱、拉裂等缺陷,较难得到高质量的成形件;而在相同条件下,采用拉边成形方式所得成形件应力应变分布均匀、回弹小,拉边力抑制起皱、拉裂等缺陷的产生,同时板料流动更均匀。     

等离子熔射成形件激光熔凝数值计算

考虑皮膜与原模（被衬）的不同传热特性，建立了有限尺寸双层板激光熔凝数学模型，模拟计算激光熔凝的热过程，着重研究了激光功率，斑,我束移动速度对等离子熔射成形件温度场分布的影响规律，所建立的最大熔凝厚度计算结果与实验基本吻合，为获得平整，光滑的熔凝层的工艺参数选择提供了理论依据。     

柔性压边和刚性压边技术在薄板类件多点成形中的对比分析

对比分析刚性压边和柔性压边两种不同工艺,探讨不同的成形工艺条件对起皱模拟、破裂以及成形极限的影响.用显式动力学商用软件LS-DYNA对两种厚度的马鞍型曲面件进行数值模拟.模拟结果表明,在刚性压边成形方式下,变形量较大时成形件起皱,压边力较大时成形件破裂;但在相同条件下,用柔性压边成形工艺的成形件结果良好,而且减小压边面的宽度到原来的1/2时,通过增加压边力的方法,还可获得良好的成形效果.柔性压边工艺可大大提高板料的利用率,改善板料的成形极限,减少各种不良缺陷发生.     

连续多点成形过程中起皱缺陷的有限元分析

连续多点成形中的皱曲是一重要的成形缺陷.阐述连续多点成形技术的原理,建立球形件的有限元模型,并采用数值模拟的方法研究连续多点成形中皱曲的情况.得到0.5 mm厚08Al钢板在成形过程中起皱缺陷的模拟结果.结果表明:皱曲主要产生在板材的两侧区域和两端区域.利用板材不同区域壳单元中面的主应变状态分析不同区域不起皱和起皱的原因.得到0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm和2.0 mm厚08Al钢板在不同压下量下的端部起皱模拟结果.结果表明:板厚相同,压下量越大,起皱越严重;压下量相同,板厚越大,越不易起皱.分析端部皱曲的变化规律并做出合理解释,做了相关的试验验证,试验结果与模拟结果基本吻合.     

金属板料成形CAE系统及其应用

总结了国内外有关金属板料成形ＣＡＥ仿真系统的组成及其关键技术，板料成形质量分析方法以及在工业中的应用，指出板料成形ＣＡＤ在工业设计、生产中的积极作用及广泛的应用前景。     

基于恒温超塑性固相焊接头的超声无损评价技术

采用超声成像无损检测系统对固相焊接头质量进行检测，基于大量焊接面解剖、焊合率的定量金相试验，确定了合理的缺陷灰度阈值，进而对异种钢超塑性固相焊界面焊合率进行了系统检测与分析。试验结果表明，该系统能较准确、可靠和快速地检测出超塑性固相焊界面的焊合状况，并与实际测试出的界面缺陷分布情况具有较好的一致性，对于提高超塑性固相焊接头质量具有重要意义。     

等离子电弧加热弯曲精确成形试验

为了实现等离子电弧加热的精确弯曲成形,采用等离子电弧沿直线对1Cr18Ni9Ti不锈钢板材进行加热弯曲成形试验,并用CMOS1303uc数字相机等硬件和相关软件在等离子电弧加热弯曲成形的过程中对弯曲角度进行实时检测,实现了对成形过程的闭环控制。试验结果表明:当扫描次数较少时,板材弯曲角度随扫描次数增加近似呈线性增大;当扫描次数较多时,由于增厚效应的影响,单次扫描弯曲角度的增量会不断减小,弯曲效率明显降低。为了确保加工过程的可靠性并提高成形效率,根据加工余量的不同将成形过程分为粗、中、精三个加工阶段,各个阶段分别采用不同的工艺参数进行加工,通过弯曲角度分别为20°和30°的不锈钢薄板的成形试验验证了该方法的有效性。     

铝合金变极性等离子弧焊温度场数值模拟

通过高速摄像对正、负极性等离子弧形态进行分析,并分析变极性等离子电弧正、反极性不同产热机理的基础上,采用“高斯+双椭球”组合热源模型,建立正、反极性期间不同热源模型。采用ANSYS参数化设计语言(ANSYS parametric design language, APDL)编程语言实现与实际变极性焊接参数对应热载荷的循环交替加载,计算出铝合金变极性等离子弧焊接温度场及熔池形状。对比分析不同变极性电流和焊接速度条件下焊接熔池的穿透深度,并通过实际焊接试验验证热源模型的准确性。研究结果为准确掌握铝合金变极性等离子弧热源形态、产热机理和等离子弧力等特性,并合理选择焊接工艺参数提供理论依据。     

板料成形中悬空区起皱过程的数值模拟

以逐级更新Ｌａｇｒａｎｇｅ描述的有限变形虚功原理为理论基础，采用Ｍｉｎｄｌｉｎ退化板壳单元，开发板料冲压成形起皱过程的有限元数值软件ＷＲＳＩＭ，模拟了３种典型悬空区起皱问题，所得结果与实验观察基本一致，该软件可与其他成形过程数值模拟软件一起用于模具ＣＡＥ，以使在模具设计冲压件件的可成形性。     

材料成形计算机模拟中的参数化有限元法

在分析常规有限元法在材料成形模拟中的不足的基础上，提出了参数化有限元分析的概念，阐述了其基本任务，基本过程，实现方法和进行参数化有限元分析的技术要点。针对方孔翻边问题进行了编程式参数化有限元法研究，其结果与现有文献试验结果基本吻合，针对方盒拉深中的坯料形状优化问题进行了交互式参数化有限元法研究，其结果与现有文献试验结果基本吻合。研究表明，提出的参数化有限法实用，可行，为材料成形计算机模拟探索出一种高效快捷、实用的新方法。     

柔性制管过程的样条有限条仿真

提出弯管过程样条有限条分析方法,建立基于更新拉格朗日方法(U.L.法)的弹塑性大变形样条有限条法的理论模型.采用该方法分析柔性制管过程变形带材的位移场、应变场和应力场.并应用可视化技术有效、直观、快速地显示模拟结果,对实际生产具有重要意义.     

数值模拟中应用最小厚度准则预测板料成形极限

在数值模拟中应用最小厚度作为成形极限判据,研究最小厚度值与应变路径的关系。如果对从单向拉伸到双向等拉之间的各种近似线性应变路径均应用相同最小厚度值作为判据,那么得到的极限应变点呈近似线性分布。对实验数据点与计算点的相对位置关系进行分析,发现两者之间的比值存在着近似指数函数的关系。对拉-压区和拉-拉区分别采用两段指数函数对最小厚度值进行修正,使其成为与应变路径相关的变量。采用修正后的最小厚度准则作为数值模拟中极限应变的判据,对ST14钢等三种材料成形极限的预测取得了较好的结果。     

电弧喷涂涂层温度场的数值模拟

运用有限元方法,建立了电弧喷涂涂层横断面的二维有限元模型,模拟涂层逐层叠加的生成过程,对涂层进行了热和结构的耦合分析。在分析中同时考虑了热传导、热对流和热辐射对涂层和基体综合作用的影响,得出了在不同的基体预热温度下涂层的温度场,并找出了涂层的变形规律。