汽车前地板成形有限元数值模拟

以某汽车前地板为例,运用有限元软件Autoform进行了成形过程数值模拟分析。通过模拟分析预测了板料成形过程中拉深不足、起皱、失效等缺陷;通过调整压边力大小、拉延筋参数、凸凹模间隙和摩擦因数,对模拟的结果进行优化,获得了一组最适合实际生产的工艺参数。在设置变强度双重拉延筋的基础上,最佳的工艺参数条件为:压边力为650 kN,成形力为5200 kN,凸凹模模具间隙为0.8 mm,摩擦因数为0.15。基于模拟结果进行成形实验,得到了合格的成形件,有效地缩短了模具的开发周期,降低了设计成本。     

手刹固定板冲压成形数值模拟

利用有限元模拟软件AutoForm对某车型手刹固定板进行了冲压成形数值模拟,研究了工艺参数对拉延成形质量的影响规律,并分析了原因。采用正交试验优化设计方法进一步优化了工艺参数,并进行了全工序模拟。研究结果表明:在合理设置拉延筋基础上,通过优化工艺参数能够有效控制成形件质量。最佳工艺参数条件为:压边力600 kN、凹模圆角半径6mm、凹凸模模具间隙1.50 mm、摩擦因数0.15。通过实际实验验证了模拟结果的正确性,说明利用数值模拟可以有效指导实际生产。     

AZ31镁合金板热拉深成形工艺研究

对AZ31镁合金板热拉深进行了实验研究，分析了凸凹模圆角半径大小、摩擦与润滑条件对AZ31镁合金板热拉深成形的影响．实验结果表明：合适的凸凹模圆角半径与有利的摩擦润滑条件可以大大减少AZ31镁合金板热拉深成形过程中发生破裂的可能性．有利于其拉深成形的顺利进行。     

矩形件拉深成形工艺参数的多目标质量优化

矩形件拉深成形涉及诸多工艺参数,各参数相互交叉对成形质量的影响不同.探究摩擦因数μ、压边力F、冲压速度v、模具间隙c等工艺参数对典型矩形件拉深成形质量的综合影响,建立板料的最大减薄率、最大增厚率和最大拉深力的多目标评价层次分析法(AHP)模型.基于灰色系统关联度分析,分别计算影响矩形件成形质量各目标的关联系数和多目标的关联度,进一步获得各成形工艺参数的平均关联度.结果表明:当摩擦因数为0.08,压边力为20 kN,冲压速度为2 000 mm/s,模具间隙为0.88 mm时,可以获得矩形件拉深成形的最佳组合.最后用优化的工艺参数最佳组合进行有限元数值模拟,结果表明成形件质量明显提高,可为矩形件成形质量控制提供一定的指导.     

扁袋笼顶盖冲压模设计与成形分析

在扁袋笼顶盖零件工艺分析的基础上,得出其优化工艺为落料—浅拉深（小于内壁高）—冲孔—内翻边,重点介绍落料拉深复合模的设计和三维建模。为了保证扁袋笼顶盖拉深成功,采用Dynaform软件模拟了扁袋笼顶盖的成形过程,对凸模圆角、凹模圆角和压边力工艺参数进行优化,并得到了其成形极限和减薄量图。结果显示,当凸模圆角5 mm、凹模圆角6.5 mm、压边力为50 kN时成形效果较好,无明显缺陷。     

中国标准动车组前端三维蒙皮件冲压成形

以中国标准动车组前端三维蒙皮件为例,利用通用有限元软件Autoform对该类厚度大、拉延深度浅、空间结构复杂、非对称的V型截面蒙皮件的成形过程进行了模拟分析。研究了压边力、拉延筋、凹模圆角、拉延深度、摩擦因数及模具间隙等工艺和结构参数对蒙皮件成形的影响。分析了该类构件拉伸不足及轮廓精度差等成形缺陷的成因,并提出了相应的控制方法。结果表明:拉伸不足主要由成形过程中板料的流动阻力不足引起,可通过增大压边力、设置拉延筋进行控制,对于本文所研究的长条形蒙皮件而言,采用变强度拉延筋可以有效控制拉伸不足;轮廓精度差主要由回弹量大引起,优化成形工艺参数可一定程度上提高蒙皮件轮廓精度,工艺参数对轮廓精度的影响程度按照从大到小排序为:凹模圆角、摩擦因数、模具间隙、拉延深度;基于回弹量对模具型面进行补偿可以有效控制蒙皮件的轮廓精度;对于4 mm厚5083-H111铝合金蒙皮件而言,回弹补偿系数取1.2时,蒙皮件的轮廓精度最好。基于模拟结果开展了成形试验,得到合格的成形件,验证了缺陷控制措施的有效性。     

基于Dynaform和响应面法的带凸缘圆筒件拉深工艺优化

对带凸缘圆筒件拉深成形工艺进行有限元模拟,以压边力、摩擦因数、冲压速度和模具间隙为影响因素,零件减薄率为质量参考指标,设计正交试验方案.根据灰色系统(GS)理论计算结果,通过响应面法(RSM)进一步优化工艺参数,得到最优工艺参数组合为:压边力5.2 kN,冲压速度4 000 mm/s,摩擦因数0).1,模具间隙2.16 mm.模拟结果显示圆筒件减薄率为22.94％,增厚率为6.83％,该优化方案可为拉深件实际生产提供参考.     

一种上托底板成形工艺的改进

上托底板试产过程中出现了前后侧翼宽度不足、减薄、待焊接缝隙大等问题。针对零件形体存在类似盒形件的特点,调整了工艺内容,主要是将"U形弯曲→W状成形"修改为2次拉深成形。利用Dynaform软件对改进工艺从压边力、摩擦条件等工艺参数和模具结构方面进行了数值模拟分析。结果表明:第1次拉深压边力为200k N,第2次拉深压边力为80 k N,采用差异摩擦系数,即取凸模摩擦系数为0.17、凹模和压边圈摩擦系数为0.125,一次拉深凹模拐角渐变半径范围由(4～6) t增大至(5～8) t,二次拉深凹模拐角渐变半径范围由(5～8) t减小至(4～7)t时,改善了呈面内弯曲状侧翼的弯曲内侧的起皱和上端面凸圆角部分的减薄缺陷。改进工艺后零件减薄率能控制在20%范围内,保证了零件的刚度。     

半球面形件拉延变形过程数值模拟

运用有限元模拟软件对不锈钢带凸缘半球面形件进行了拉延过程模拟.分析了凹模圆角半径、摩擦系数对拉延过程的影响,模拟了它们在不同工艺参数下的拉延过程,并从中分析出最佳的工艺参数.从模拟结果中得出当凹模圆角半径R=10mm左右时成形性与拉延质量最佳.     

镁合金AZ31B板材热拉深成形数值模拟

针对厚度为0.8mm,坯料直径为140mm的AZ31B镁合金板材的成形性能进行了有限元数值模拟.在温度为200℃、压边力为8kN、拉深速度为0.3mm/s的情况下,模拟了坯料成形过程中厚度的变化和成形规律,并进行了系统的分析.结果表明,凸模圆角部分是整个拉深件强度最薄弱的地方,减薄最大,是破裂危险区;凹模圆角部分容易发生破裂和起皱;法兰部分通常会发生增厚现象,同时是容易起皱的区域;筒底部分和侧壁部分在成形过程中厚度变化不大.     

模具间隙对AZ31B板料成形性能的影响

凸凹模间隙是板料成形过程中的一个重要参数,其设计合理与否将直接影响成形产品的质量及模具寿命等,对镁合金板料而言也是如此。通过多次工艺实验,研究了模具单边间隙对AZ31B交叉轧制镁合金板料成形性能的影响,结果表明：针对0.8 mm厚的AZ31B板料,其最佳单边间隙为1.05-1.10t。     

影响板料冲压成形质量因素的有限元分析

板料在冲压成形过程中经常出现起皱、鼓包及拉裂等缺陷。板料成形过程包括了非常复杂的物理现象, 涉及力学中的几何非线性、物理非线性和边界非线性, 很难用解析法研究。利用大型非线性有限元软件ANSYS/LS -DYNA, 对板料拉深过程进行了数值模拟, 分析了成形后可能发生的缺陷, 讨论了冲压速度、摩擦因数及压边力等因素对板料成形质量的影响。结果表明, 凸模和凹模0 交界处的板料首先变形, 应力及应变最大值出现在凸模圆角部位外侧板料上。板料凸缘增厚量最大, 凹模圆角处板料减薄量最大;凸模与板料间摩擦因数越大, 边缘应力越大, 板料凸缘越不易起皱, 而侧壁应力受凸模与板料间摩擦因数的影响较复杂;适当的增加凸模虚拟模拟速度不但可以提高计算效率, 并且能够保证计算精度。     

基于Dynaform的L形件弯曲工艺参数优化分析

回弹与起皱是弯曲件成形过程中最大的质量问题.以典型的L形件弯曲成形工艺参数为研究对象,设计正交试验,并利用Dynaform有限元分析软件对弯曲件成形过程进行数值模拟,分析压边力变化时长占比、最小压边力、最大压边力以及凹模圆角半径对弯曲件成形质量的影响规律.以成形裕度为约束条件,回弹角、起皱波纹度为参考指标,基于数值模拟与极差计算结果,得到弯曲成形最优工艺参数.模拟验证结果为回弹角控制在0.3°以内,波纹度控制在0.773%左右,最大限度地减少了工件形位尺寸误差.     

充液拉深中任意空间域流体介质压力的分析

采用有限元方法求解充液拉深过程中任意空间域流体介质压力分布,分析直壁间隙、法兰间隙对流体介质压力分布规律的影响,并给出了计算法兰区域最小压边力的方法,提出了充液拉深成形中间隙和最小压边力等工艺参数的选择方法,讨论在充液拉深成形过程中凹模圆角下等压处理的条件.结果表明:直壁间隙和法兰间隙共同决定流体介质压力分布,同时间隙比越大,直壁和凹模圆角部分压力分布越均匀.     

5A90铝锂合金板材的温热拉深成形

在数值模拟研究压边力、毛料直径、凸凹模圆角半径、变形温度等对5A90铝锂合金板材拉深成形影响的基础上,采用正交试验设计方法对拉深成形工艺参数进行了优化设计,并进行了相应的拉深成形试验研究,研究表明,变形温度对拉深成形影响最显著,其次是毛料大小,而变形速度和压边力大小的影响较小,同时,通过对试验结果的计算、分析和总结,获得了5A90铝锂合金板材拉深成形的最佳工艺参数组合,在最佳工艺参数条件下,铝锂合金的拉深系数达到了0.45.     

成形预测系统在汽车门板破裂预测中的应用

利用作者已开发的汽车覆盖件成形预测系统，针对一汽车车门内板的成形过程进行了模拟分析，并对其在试模过程中可能出现的破裂问题进行了预测。通过改变变形条件（压边力、凹模圆角半径），研究了它们对成形的影响，研究结果与实验基本一致。     

基于DYNAFORM的电机盖板冲压成形数值模拟试验研究

利用有限元分析软件DYNAFORM对一种浅拉深、大尺寸电机盖板零件进行冲压成形数值模拟试验,研究各主要工艺参数及拉延筋对拉延成形质量的影响,并分析缺陷产生的原因. 采用正交试验和综合分析法进一步优化工艺参数,以减少板料成形过程中出现的破裂、起皱和拉深不充分缺陷. 研究表明,通过合理布置拉延筋及优化工艺参数,可以有效提升拉延成形质量. 最终得到的最优工艺参数组合为:拉延筋阻力系数50%、压边力600 kN、摩擦因数0.16、冲压速度5000 mm/s、凸凹模间隙1.1t,通过模拟试验验证该工艺参数组合的准确性和有效性.     

环形件复合液压成形模拟研究

采用充液拉深筒形件再液压胀形的复合液压成形工艺成形环形件,利用DYNAFORM5.9软件对环形件复合液压成形过程进行模拟,探究不同工艺因素下预成形筒形件对环形件成形质量的影响,因素包括拉深比、最大液压、凸模圆角半径及中间退火。结果表明:随着拉深比增大,筒形件和环形件的最薄点壁厚逐渐减小;采用单拐点液压加载的筒形件充液拉深成形中最大液压愈大,得到的环形件壁厚减薄愈剧烈,最薄点壁厚愈小;随着凸模圆角半径的增加,筒形件圆角处壁厚增加,胀形后环形件最薄点壁厚减小;在复合液压成形的两工序间对筒形件进行中间退火,有利于后续加工,提高成形性能。     

一吨车前横梁冲压成形的仿真计算

利用LS－DYNA3D软件对一吨车前横梁的冲压成形过程进行了数值模拟,揭示了零件的开裂问题主要是由于零件在预成形阶段变形程度过大造成的,对冲压工艺及模具的调试过程进行了模拟,得出了解决问题的具体措施：增大凸模的磨擦系数、增加凸、凹模底部顶角对应侧壁局部间隙、增加凸模底部顶角局部圆角半径、增加凹模底部顶角对应入模口局部圆角半径等可以有效地减轻零件的变形程度,解决零件预成形过程中底部顶角开裂的问题。     

基于Dynaform的轮罩拉延工艺优化

为实现轮罩拉延成形工艺的优化,用Dynaform对某轮罩的拉延成形进行数值仿真。对压边力、冲压速度、模具间隙、摩擦因数以及拉延筋阻力等影响成形质量的工艺参数进行正交试验设计,对最大减薄率和起皱率2个质量评价指标设计不同的加权系数进行综合加权评分,并对在3种加权系数组合下的3种综合加权评分进行极差分析,找出最优的加权系数组合和因素水平组合。结果表明,采用优化后的工艺参数和加权系数进行仿真可得到较优的成形质量。