管材流体压力成形三维成形极限图

成形极限图是一种评估单向拉伸到双向等拉应力范围内板料成形性能的有效手段。传统板料成形中,法向受到的应力远小于面内应力,所以,传统成形极限图是基于忽略法向应力而简化为平面应力状态的理论计算。该文论述了传统成形极限图以及现有的考虑法向应力影响的二维成形极限图在研究液压成形中流体压力影响时存在的缺陷与不足;同时,在二维成形极限图以及固体现实应力空间的基础上,建立了以法向流体压力p的函数f(p)为第三轴的三维成形极限图。该三维成形极限图不仅可以考虑液压成形中流体压力的影响,而且能够形象直观呈现出成形极限随流体压力的变化速率。     

铝板的成形极限数值模拟研究

通过系统地分析板料胀形成形机理，建立金属板料成形的有限元模型。分别设定不同类型和厚度的铝板及钣金尺寸，利用擅长在板料成形领域计算的LS-DYNA3D软件对板料胀形过程进行有限元模拟。并对不同型号，不同厚度铝板的成形极限图进行了分析，结合试验部分进行验证，确认3003铝合金板材的成形极限高于1060铝合金板材，且增加板厚可以提高材料的成型极限。     

电磁平板自由胀形3D数值模拟(英文)

电磁成形是一种高速率成形方法,它能够有效提高金属板材的成形极限。但是电磁成形过程复杂,涉及到磁场?结构场之间的耦合分析。数值模拟提供一种手段去解决耦合问题。然而,大多数的数值模拟都限于2D。建立3D有限元模型去分析电磁平板胀形。成形过程中考虑了板料与底模的接触和板料变形对磁场的影响。板料中心节点和半径20mm处节点的位移随着时间的变化与实验结果一致。分析了塑性应变能和塑性应变。     

辊弯成形中成形力的理论分析和有限元仿真

基于板料为幂次强化材料模型的假定,根据外力做功与板料变形所消耗的内功相等的原理,建立了辊弯成形的理论分析模型,得出了成形力的数学计算公式,分析了各工艺参数对成形力的影响趋势。为了验证理论计算的有效性,建立了辊弯成形有限元仿真模型,对U型材的辊弯成形过程进行了有限元仿真计算。结果表明,成形力的理论计算结果和有限元仿真数据吻合良好;采用成形力计算公式的计算结果与现有文献中的实验测试数据符合程度较好。     

复杂加载路径下板料屈服强化与成形极限的研究进展

本文在阐述塑性变形行为与成形极限对于解析板料成形过程的作用与意义的基础上 ,针对板料屈服准则、强化模型、成形极限及复杂加载路径的影响规律的研究进展进行了综述与分析 ,得出 :建立符合实际板料成形特点的复杂加载路径的实验方法 ,验证理论研究结果的准确程度及适用范围 ,确定复杂加载路径下的解析描述及实用判据 ,是目前该领域主要的研究方向。最后对实现复杂加载路径的实验方法及其可行性进行了分析。     

各向异性屈服准则的发展及应用

各向异性是影响板料成形的重要因素之一。在板料成形的有限元模拟中，正确描述板料的各向异性行为有助于提高模拟精度。近年来，人们对板料的各向异性屈服行为进行了深入研究，研究内容主要有屈服准则的提出、实验验证及其在有限元模拟中的应用3个方面。本文总结了各向异性屈服准则的理论研究及实验验证的发展现状，以及各向异性屈服准则在板料成形有限元模拟软件中的应用，最后提出了各向异性屈服准则研究中今后的研究方向。     

铝合金板料多道次成形极限预测研究

为了解决轻量化车身铝合金板料多道次冲压成形有限元仿真的准确性问题,以各向异性铝合金板料在非线性应变路径下的成形极限预测为研究对象,讨论了预变形对后工序成形极限图的影响,研究了获得预变形均匀应变场的试验方法,引入了与应变路径无关的成形极限预测模型,并介绍了PEPS模型的极坐标转换方法,结果表明：成形极限应力图可以更准确地预测轻量化车身铝合金板料二次加载条件下的成形极限,优于目前仅依赖材料供应态FLD模型的有限元分析准确性。     

板料电磁成形顺序耦合三维有限元仿真

电磁成形有限元模拟涉及多场耦合作用,其中结构场与电磁场之间的不同耦合方法对模拟结果影响显著。与松散耦合方法相比,顺序耦合方法考虑了板料变形对电磁场的影响,从而能够更精确的描述电磁成形过程。以ANSYS仿真软件为平台,建立板料电磁成形的顺序耦合三维有限元模型。通过不同耦合方法的模拟结果与实验结果对比表明,采用顺序耦合模型得到的板料变形与实验接近,而采用松散耦合模型得到的板料变形明显大于实验值。由此可见,顺序耦合模型是适合于电磁成形模拟的可靠模型。采用顺序耦合模型研究发现,放电电流的加载时间对板料电磁成形中板料变形的影响显著。当取放电时间为电流曲线的1.5个周期时,模拟结果与实验数据吻合最好。综合考虑计算效率与精度,板料电磁成形中放电电流的加载时间取1.5个周期为宜。     

变速拉深影响B340/590DP板料成形性能的机理分析

为了研究冲压成形中变速拉深影响板料成形性能的机理,分别建立了拉深过程中的虚功率方程和有限元分析模型。研究结果表明,主变形区的等效应力、等效应变速率、板料和模具之间的摩擦以及法向应力是影响拉深成形性能的主要因素,而变速拉深通过降低主变形区的等效应力、等效应变速率和板料与模具间的摩擦,影响板料的拉深成形性能。进一步通过拉深实验,对比了不同成形速度下的成形状态和成形零件质量,验证了理论分析和有限元模拟的正确性。成形过程中合理的变速能够降低总变形功,从而提高板料的拉深成形性能。变速机理分析为变速成形的应用提供了理论基础。     

摩擦系数对DP780钢拉深成形极限的影响

首先对DP780试样进行圆杯拉深试验,获得DP780试样的极限拉深深度。然后建立圆杯拉深试验的有限元模型,定量分析摩擦系数变化对DP780钢拉深成形应力应变演化的影响规律。最后将拉深试验和有限元仿真相结合,利用CockcroftLatham准则对不同摩擦系数下的DP780钢拉深成形极限进行预测和比较,定量获得摩擦系数对极限拉深深度和极限应变的影响规律。结果表明,极限应变不能用于评价拉深成形极限,应采用极限拉深深度。板料与凹模和压边圈间的摩擦系数越大,DP780钢的极限拉深深度越小,板料与凸模间的摩擦系数对极限拉深深度影响较小。为了提高DP780钢的拉深成形极限,应尽量减少板料与模具间的摩擦系数,且重点关注板料与凹模和压边圈间的摩擦系数。     

板料成形极限理论与实验研究进展

成形极限是板材成形领域中重要的性能指标和工艺参数。文章在阐述成形极限在板料成形中的意义的基础上,综述并分析了成形极限在理论和实验方面的研究进展。成形极限图受应变路径的影响,给工业生产应用带来极大不便。以极限应力构成的成形极限应力图不受应变路径的影响,作为复杂加载路径的成形极限判据更加方便和实用。FLSD研究与FLD相结合,成为精确地确定破裂判别准则的主要途径之一,是近来研究的热点。十字形双向拉伸是实现复杂加载路径有效实用的试验方法。最后对成形极限应力图和十字形双向拉伸试验需要解决的关键问题作了阐述。     

材料常用流动应力模型研究

材料流动应力模型是金属成形数值模拟的重要参数之一。对于中厚板体积成形而言,经常规板料拉伸试验所得的流动应力范围达不到数值模拟的需要,对应大应变的流动应力一般借助外推模型进行估测。选用不同的外推模型使得中厚板体积成形数值计算所得的成形力存在较大的偏差,这种偏差会影响压力机的选择和模具强度的校核。基于中厚板材料的拉伸试验曲线结果,采用物理分析和数学推导相结合的方法研究了8种外推模型的拟合准确度、物理意义、硬化程度等因素。研究结果对中厚板体积成形数值模拟中材料流动应力模型的选择具有一定的理论指导。     

板料成形极限的理论预测与数值模拟研究

本文针对目前板料成形极限的实验、理论计算和数值模拟方法以及成形极限应力图的研究进展 ,进行了综述与分析 ,提出了通过数值模拟方法预测板料成形极限所存在的一些问题。认为找到一种能够尽量减少对外部条件的依赖 ,从而更本质地反映材料性能的方法。     

Numerical Investigations on the Influence of Superimposed Double-Sided Pressure on the Formability of Biaxially Stretched AA6111-T4 Sheet Metal

Lightweight materials have been widely used in aerospace, automobile industries to meet the requirement of structural weight reduction. Due to their limited plasticity at room temperature, however, lightweight materials always exhibit distinctly poor forming capability in comparison with conventional deep drawing steels. Based on the phenomenon that the superimposed hydrostatic pressure can improve the plasticity of metal, many kinds of double-sided pressure forming processes have been proposed. In the present study, the Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN) damage model combined with finite element method is used to investigate the influence of double-sided pressure on the deformation behavior of biaxially stretched AA6111-T4 sheet metal, including nucleation and growth of microvoids, evaluation of stress triaxiality, and so forth. The Marciniak-Kuczynski (M-K) localized necking model is used to predict the right-hand side of the forming limit diagram (FLD) of sheet metal under superimposed double-sided pressure. It is found that the superimposed double-sided pressure has no obvious effect on the nucleation of microvoids. However, the superimposed double-sided pressure can suppress the growth and coalescence of microvoids. The forming limit curve (FLC) of the biaxially stretched AA6111-T4 sheet metal under the superimposed double-sided pressure is improved and the fracture locus shifts to the left. Furthermore, the formability increase value is sensitive to the strain path.     

基于理想形变理论的有限元逆算法在板料成形中的应用

基于理想形变理论,研究了金属板料成形的有限元逆算法,并开发了计算程序.采用线性三角形膜单元和厚向异性的刚塑性材料模型,计算了一个带凸缘的方盒形件,并与Dvnaform的一步逆向法和增量法的计算结果进行了比较.实例分析结果表明,在工程允许精度范围内,本文方法能够有效分析零件的成形性能.由于该方法计算速度快,所以可用于零件...     

Analysis of plastic flow localization under strain paths changes and its coupling with finite element simulation in sheet metal forming

Formability of sheet metal is usually assessed by the useful concept of forming limit diagrams (FLD) and forming limit curves (FLC) represent a first safety criterion for deep drawing operations. The level of FLC is strongly strain path dependent as observed by experimental and numerical results and therefore non-proportional strain paths need to be incorporated when analyzing formability of sheet metal components. Simulations using finite element method allow accurate predictions of stress and strain distributions in complex stamped parts. However, the prediction of localized necking is a difficult task and the combination of forming limit diagram analysis with finite element simulations often fail to give the right answer, if complex strain paths are not included in these predictions.     

Overview on constitutive modeling for hydroforming with the existence of through-thickness normal stress

The hydroforming process is used widely across many industrial fields. High applied pressure during hydroforming makes it necessary to consider the influence of the through-thickness normal stress, while traditional approaches based upon a plane-stress assumption are not appropriate in such cases. Reliable constitutive models that consider the through-thickness normal stress are summarized in this paper, which focuses on the state of the art in the following several aspects: determine the flow stress curve with proper experimental methods and choose the measurement and computational methods to minimize the error as much as possible; select the proper three-dimensional anisotropic yield criterion for the specific material; Define the forming limit model and construct corresponding experimental verification method. The review of existing work has revealed several gaps in current knowledge of the hydroforming process accounting for the through-thickness normal stress. Conclusions are drawn concerning some critical issues and potential future developments in hydroforming modeling.     

应用韧性断裂准则预测不同材料的胀形极限

为了准确地预测板料成形极限 ,将韧性断裂准则引入到有限元模拟中。在有限元模拟获得的应力应变场基础上 ,应用韧性断裂准则预测板料断裂的发生。本文应用作者提出的韧性断裂准则及材料常数的确定方法预测了铝合金板和钢板的半球形凸模胀形的成形极限。与实验结果比较表明 ,该方法能在较宽的材料范围内预测胀形成形极限。     

金属板件压接数值模拟及模具设计

以有限元分析软件ANSYS为平台,基于弹塑性有限元理论建立压接模具和板件的有限元模型,对金属板件压接过程中的应力场和应变场进行计算。通过模拟结果与试验结果的比较,证实了采用ANSYS数值模拟对压接模具进行优化设计的可行性,同时研究了影响连接强度的模具设计参数。     

基于计算机仿真的复杂薄板冲压成形工艺研究

采用非线性有限元分析软件对飞机内蒙皮成形过程进行计算机模拟。涉及到如何构建复杂薄板零件的有限元模型,分析压边圈的设计对冲压成形的影响,2种坯料外形方案的仿真结果比较。所做的研究对相似零件冲压仿真有一定的指导作用。