双环形件塑性成形数值模拟研究

目的 研究各各因素对双环形件塑性成形时金属流动的影响。方法 用ＭＡＲＣ／ＡｕｔｏＦｏｒｇｅ软件对其进行了数值模拟。结果 确定了毛坯形状、摩擦系数、变形程度及圆角半径对双环形件塑性成形的影响。结论 该数值模拟结果中对双环形件塑性成形工艺制订及模具结构优化提供科学依据。     

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。     

金属塑性成形的过程模拟及其实现算法的研究

金属塑性成形的数值模拟可以分析得到任一时刻金属的变形状态，其结果一般是静态的，而过程模拟技术可以实现塑性成形整个过程的模拟与可视化，使得成形过程中金属毛坯的流动情况、应力场及其它数据场全程动态可视，本文以齿轮的精锻过程为例对金属塑性成形的过程模拟技术进行了研究，探讨了实现金属塑性成形过程模拟的一些关键技术问题，并给出了实现该技术的具体算法。     

粉末体成形的有限元数值模拟

根据粉末体材料的塑性理论,利用体积可压缩有限元法,对粉末体材料成形过程和致密化过程进行了数值模拟,并开发了粉末体材料成形有限元数值模拟分析系统ＰＭ－２ＤＦ．通过对粉末体镦粗过程的有限元数值模拟,说明了粉末体材料在镦粗过程的变形特性、致密化规律及粉末质点的流动规律,并与实验结果进行了对比。     

滚压拉伸成形曲面技术及其数值模拟

介绍了柔性滚压拉伸成形技术原理及特点,通过数值模拟,研究了板材厚度、宽度和材质对成形质量的影响。结果表明:随着板材厚度的增加,板材内外层的压缩变形量和拉伸变形量增大,回弹量减小;随着板材宽度的增加,板材中间位置的流动性变差,板材变形不均匀;与08AL钢板相比,2024铝板材成形件的等效塑性应变值较大,而回弹量较小。该成形工艺的可行性和实用性已得到验证,模拟结果对于实际板材滚压成形工艺具有指导意义。     

环形件摆动辗压接触区域的压力分布

将有限元数值方法引入摆动辗压工艺的研究之中，对环形件摆动辗压变形进行了三维刚塑性有限元分析，给出了环形件摆动辗压接触区域的压力分布，符合摆辗变形的实际情况，对摆辗生产环类件具有重要的指导意义．     

多点拉形数值模拟及模具型面补偿方法

建立了板料多点拉形有限元模型,确立了用于动态显式算法的拉形加载模式,并应用到典型件的拉形过程数值模拟中。对马鞍形曲面件的多点拉形进行了数值模拟,探讨了成形件上应力、厚度等的分布规律以及回弹和弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响。模拟结果表明,成形件的应力、厚度分布均匀,卸载回弹很小,弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响比回弹要大;为获得精确形状的成形件,提出了一种基于数值模拟结果通过反复修正获得准确的多点拉形模具型面来补偿多点拉形中弹性垫的不均匀变形和回弹的方法。     

多点拉形数值模拟及模具型面补偿方法

建立了板料多点拉形有限元模型,确立了用于动态显式算法的拉形加载模式,并应用到典型件的拉形过程数值模拟中。对马鞍形曲面件的多点拉形进行了数值模拟,探讨了成形件上应力、厚度等的分布规律以及回弹和弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响。模拟结果表明,成形件的应力、厚度分布均匀,卸载回弹很小,弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响比回弹要大;为获得精确形状的成形件,提出了一种基于数值模拟结果通过反复修正获得准确的多点拉形模具型面来补偿多点拉形中弹性垫的不均匀变形和回弹的方法。     

超塑性差温拉深与整形复合工艺数值模拟与试验

采用热一力耦合数值模拟与试验结合,研究超塑性差温拉深与整形复合工艺.计算大拉深比支架件初始毛坯;建立AA5083材料随温度变化的粘塑性本构关系,经子程序将其植入MARC软件模拟;依据模拟结果,制造2套模具并成形了合格零件.超塑性差温拉深的凹模温度为525℃,即此材料最佳超塑性温度,凸模内部通水冷却;整形过程温度亦为525℃.结果表明,成形支架厚度分布均匀,与模拟结果吻合良好.     

冲压成形过程的弹粘塑性有限元数值模拟

应用单轴应力状态下的弹粘塑性本构关系和J2 流动理论及等向强化准则建立起适用于多轴应力状态的普遍的弹粘塑性本构关系 ,并将其引入增率型虚功率原理建立了弹粘塑性有限元列式。用基于该组列式编制的大变形有限元程序对单拉过程和方盒件深拉延成形过程进行了数值模拟 ,并与单拉实验结果进行了比较。数值模拟结果表明 :本文建立的弹粘塑性材料的本构关系是有效的 ,同时说明根据增率型虚功率原理建立的弹粘塑性有限元列式可以有效地对弹粘塑性变形过程进行数值模拟。     

连续辊弯成形过程模拟研究

以现场典型产品为研究对象,模拟板带连续冷弯成形过程,基于有限元分析软件,开发冷弯成形过程仿真软件。ANSYS-LSDYNA显式动力学非线性模拟结果表明,冷弯成形过程第一部分型钢等效应力模拟平均值与实验值吻合,弯角变形区塑性等效应变随道次变化情况模拟结果表明,中间道次变形分配欠均匀,辊花工艺尚需优化。     

典型车用壳体零件温挤压成形工艺数值模拟

采用刚塑性有限元法,借助DEFORM-3D软件对典型车用壳体零件温挤压成形过程中金属的流动情况进行了模拟,以成形栽荷为评价指标,对关键工艺参数进行了分析．结果表明：坯料温度和摩擦因数对载荷影响较大;模具预热温度对载荷影响不显著．基于Archard磨损模型对凹模的磨损情况进行模拟,分析了磨损原因,并提出改善方法,模拟结果将对车用壳体零件的实际挤压生产起到积极的指导作用．     

刚塑性有限元法中的罚因子的选取

刚塑性有限元方法增量步长大,计算效率高,在金属塑性加工领域已得到越来越广泛的应用。罚函数法是刚塑性有限元中处理体积不变条件的常用方法。研究了罚函数法中罚因子对刚塑笥有限元法计算精度和计算效率的影响,得出在几种典型应力－应变模式下理想罚因子的选取方法,从布有助于更好的运用刚塑性有限元法模拟金属塑性加工过程。     

板料成形模拟中三维构型网格节点的运动控制

基于塑性形变理论的有限元法在板料成形快速模拟中得到了越来越广泛的应用,三维空间构型网格节点的运动控制已经成为了其中一个关键问题.在理想成形理论的基础上,提出了板料成形正向有限元法;针对零件网格节点在三维空间滑移约束面上的运动控制问题,采用三套坐标系与两种坐标转换的策略,基于节点局部坐标系建立正向有限元控制方程,然后进行Newton-Raphson迭代求解;分别运用自主开发的逆向与正向有限元程序,对一个不规则盒形件的拉深成形进行模拟.结果表明,采用三套坐标系与两种坐标转换的策略,实现了正向有限元法在板料成形快速模拟中的应用;相对于逆向有限元法,正向有限元法能够更加有效地预测零件的成形性能与外形.     

材料模型对金属成形过程模拟效率及精度的影响

采用不同的材料模型（刚粘塑性、大变形弹塑性）及大变形弹塑性热力耦合方法,对两类零件的成形过程进行了有限元模拟,并对有限元模拟效率及精度进行了分析研究,提出了一般性的有限元模型选用准则。     

矩形盒成形模拟及其机理研究

利用修正的拉格朗日描述的大变形弹塑性有限元法对矩形盒冲压成形过程进行模拟,给出了毛坯内应力、应变及材料流动在变形过程中的分布及变化规律．并在此基础上对矩形盒成形过程的成形机理及特点进行了研究,实验证明,模拟结果与实验结果一致．     

基于理想成形理论的板料设计

将基于理想成形理论的板料设计方法推广到一般的各向同性硬化的弹塑性材料。从理想成形的必要条件出发,推导了包括弹塑性理想成形的本构关系在内的有关板料设计公式。推导了线性三角形薄膜单元的变形运动学关系,采用线性三角薄膜元的有限元素法计算了一个弹塑性材料的轴对称拉深实例,并和刚塑性材料的计算结果以及边界元的计算结果进行了对比。结果表明,使用本文的方法可以取得较为精确的板料展开尺寸。该方法具有快速、准确以及实用面广的优点。     

热锻中的变形-传热耦合刚塑性有限元模型的建立

介绍了采用刚塑性有限元法热力耦合模拟热锻过程的基本原理 ,导出了以节点速度增量和温度为基本未知量的热力耦合方程组 ,并给出了求解该方程组的两种方法     

模拟加工成型的稳态化混合有限元分析

近年来有限元方法应用于模拟加工成型过程的研究取得了较大的发展。稳态化混舍有限元法由于避免了伽辽金有限元方法存在的问题，引起越来越多学者的重视。首先使用罚因子将材料的体积近似不可压缩性或不可压缩性条件引入有限元基本平衡方程，针对Anand粘塑性材料模型争超塑性材料模型，导出了压力-位移(速度)稳态化混舍有限元方程，给出了各种材料模型的有效粘度表达式，找出它与等效应变速率之间的关系，算例的结果与ANSYS有限元分析软件进行比较；验证了结果的可靠性。