加载路径对扭力梁内高压成形壁厚分布和精度的影响

为研究加载路径(内压力和轴向补料的匹配关系)对扭力梁内高压成形的影响,通过数值模拟和试验研究的方法,研究了不同加载路径对局部截面壁厚分布和管件成形精度的影响规律.研究发现:当补料初始压力过低时,在端部区域起皱;当补料初始压力过高时,补料全部集中在端部区域;当补料量过小时,壁厚改善不明显;补料量过大时,端部区域起皱.研究结果表明:初始压力为30 MPa,补料量15 mm时为合理加载路径,此时内高压成形件壁厚减薄较小,成形精度较高.     

高强钢22MnB5扭力梁热成形热力耦合数值模拟

为了探究高强钢管22MnB5热气胀成形V型截面扭力梁的工艺,采用热力耦合数值模拟的方法研究了高温成形时扭力梁温度场、应力场、应变场、壁厚分布规律以及成形精度.研究发现:成形结束时,由于温度场分布的差异,各个区域材料流变性能不同,因此,最大主应力位于温度场较低区域,最大主应变位于温度场较高且膨胀量较大区域;随着试件初始温度的提高,成形后试件最低温度和最大减薄率均增大,成形精度提高;随着摩擦系数的增大,成形后试件最大减薄率增大.研究表明:当初始试件温度为850℃、摩擦系数为0.1、整形气压20 MPa时,成形后得到成形精度较高,最大减薄率为14%的试件,且成形后最低温度为499℃,高于马氏体开始转变温度.     

预制坯形状对扭力梁内高压成形的影响分析

针对复杂截面扭力梁内高压成形容易出现咬边和开裂的问题,以轿车V型扭力梁为例,采用数值模拟和试验方法,分析了预制坯形状对扭力梁内高压成形的影响,重点研究了压下量（Y）和侧向宽度（B）对预制坯形状和内高压成形的影响.结果表明,当Y、B分别为0.83D（D为管材直径）、0.73D和0.78D、0.78D时,得到的预制坯形状在...     

管状变截面汽车扭力梁内高压成形工艺

目的 研究管状变截面汽车扭力梁内高压成形过程及其成形质量的关键影响因素。方法 采用数值模拟和试验相结合的方法,重点研究了预成形件形状、内压力通入时机和初始压力值对扭力梁内高压成形的影响。结果 预成形件宽度过大或上模圆角处管坯壁厚过薄,将造成后续内高压合模过程中出现咬边或整形阶段发生破裂等缺陷;在内高压成形合模过程中通入适当内压,可有效避免扭力梁件出现圆弧过渡面塌陷、上下模圆角过度减薄等缺陷。结论 当预成形模具V面下模引导角а介于60°~70°之间、T面下模引导角β介于65°~75°之间时,可以取得较理想的预成形效果;合模过程中即通入32 MPa内压,此时所得扭力梁实体件外观无明显缺陷,成形精度较高。     

780 MPa 超高强钢扭力梁内高压成形研究

目的为了适应载荷和安装空间及轻量化的要求,轿车扭力梁正趋于设计成空心封闭变截面高强钢结构,但高强钢成形存在着回弹大、成形精度低等缺点。方法针对这一问题,采用数值模拟和实验的方法,开展了780 MPa超高强钢扭力梁内高压成形研究,重点研究了预制坯形状对扭力梁内高压成形的影响,并采用响应面模型,优化了预制坯,获得了最优的预制坯形状。在此基础上,研究了加载路径对扭力梁内高压成形过程的影响。结果当扭力梁预成形压下量为62.2 mm,下模引导角为29.2°时,得到了最优的预制坯形状。后续内高压成形过程中,支撑压力过小或补料量过大,在试件端部引起起皱缺陷;支撑压力过大或者补料量过小,补料主要集中于端部,对大膨胀量区域影响较小;当采用补料量为8%的加载路径时,可以有效改善壁厚的分布,避免起皱缺陷。结论合理的预制坯形状能够有效避免超高强钢扭力梁内高压成形过程中的飞边缺陷,而加载路径控制是扭力梁内高压成形过程中避免起皱缺陷和过度减薄,提高成形极限和零件成形精度的重要途径。     

铝合金马鞍形件充液成形工艺模拟分析

目的研究板材充液成形柔性制造高精度、高质量马鞍形件的工艺方法。方法利用有限元动力学显示分析方法,对充液拉深和液压胀形两种成形工艺方案进行分析,并对比分析减薄率和成形极限图判断工艺方案的合理性。结果针对铝合金马鞍形件,通过对比分析2种方案,充液拉深工艺中的最大减薄率达到14.3%,液压胀形最大减薄率为7.2%,位置均在型面补充件的顶部,2种方案的成形极限都在安全区域内,未见破裂现象。结论通过工艺模拟分析,得到对铝合金马鞍形件,采用一模两件液压拉深成形工艺较合理,成本较低,加工周期短,加工效率高,成形精度高。     

有限元软件在钢筋混凝土梁热分析中的应用

在遇到火灾荷载的条件下,钢筋混凝土梁内部的温度场分布,对火灾后的构件是否继续使用,具有非常重要的作用。大型有限元软件ANSYS,在有限元分析中得到了普遍的应用.本文首先从混凝土梁截面热分析入手,然后进行混凝土构梁整体热分析,从而比较两者在热分析中的误差,从而得出ANSYS在热分析中方法及思路。     

某车型后防撞梁热冲压工艺研究

目的研究复杂热成形零件——后防撞梁的热冲压成形工艺。方法通过计算机成形仿真分析防撞梁的成形性,并获得零件的减薄率分布;利用根据仿真过程设计的热成形模具进行防撞梁零件热冲压生产,对实际成形后的零件割样进行性能检测,包括拉伸性能测试、金相组织测试和硬度测试,验证零件的性能。结果利用该工艺生产的零件尺寸稳定且性能良好,最大减薄率为14.9%,最大增厚9.7%;断后伸长率≥5%,镀层厚度为30～50μm,芯部组织为完全马氏体,硬度大于HV400。结论仿真技术能够指导热冲压工艺设计和模具设计,为复杂零件的热冲压工艺及模具设计提供参考。     

板厚对08Al薄板单点渐进成形中成形极限的影响

目的 针对渐进成形中成形极限测量难的问题,提出一种新的评定成形极限方法.方法 选用08Al为实验材料,通过模拟和实验相结合的方法,研究不同板厚下成形极限角和减薄率的关系,提出利用成形极限角和最大减薄率2个参数组合的方法判断薄板的成形极限,并通过数控实验验证提出方法的准确性,分析板厚对单点渐进成形工艺成形极限的影响.结果...     

金属热成形过程的综合数值模拟

金属在热成形过程中的微观组织演变是影响产品力学性能的关键因素,该演变过程取决于温度、应变和应变速率。本文基于有限变形理论和微观组织演变的数学模型,建立了能够模拟变形过程、温度变化过程和微观组织演变过程的有限元法,研制了通用的三维有限元计算软件,并在H型钢三维热轧模拟方面进行了深入开发,给出了原材料为C-Mn钢的H型钢热轧过程综合模拟结果。综合对比了8组不同工艺下的热轧实验结果和计算机模拟结果,二者均吻合良好,表明本文方法能够较好地预报金属热成形过程。     

一种微管单点成形有限元分析及成形机关键零部件承载分析

目的 为进一步扩展渐进成形技术在管件成形加工方面的应用,提高微管的成形复杂度、缩短加工时间,设计一款微管渐进成形机,对关键零部件承载及管件单点成形进行有限元分析.方法 通过对管件渐进成形机中关键零部件的静力学分析,根据有限元软件得到的仿真数据,对渐进成形机关键零部件进行尺寸修正和强度校核.结果 在管件的渐进成形加工中扩径20％的情况下管件壁厚平均减薄率为7.7％,管件渐进成形机的最大工作半径为83 mm.结论 管件成形机可达到设计要求,通过对管件加工工具的结构进行设计和优化,在保证零件强度的同时提高管件的扩径范围,在提高管件加工速度和可加工复杂度的同时降低减薄率.     

阀盖模锻成形模拟分析与试验验证

目的 某型号不锈钢阀盖是一种典型的长肋条内空型零件,在模锻制造过程中,阀盖锻件容易出现不同程度的折叠和裂纹缺陷,亟需改进成形工艺以提升合格率.方法 采用有限元方法分析坯料在制坯/预锻/终锻全流程的金属流动规律和终锻件成形质量,得到最佳成形工艺方案.结果 方坯在后续成形时易产生横向流动,且局部充型不饱满;六边型坯在预成形和终成形时流动均匀、横向流动小,且有效抑制了充型不饱满缺陷;预制坯在过渡区长度过短,产生了折叠缺陷;采用六边形坯料和增加过渡区长度可以获得无缺陷阀体锻件.结论 采用新工艺制备的阀盖锻件合格率达到了100％,通过全流程工艺分析,能够得到金属流线规律,进而优化模锻成形方案,改善成形质量.     

基于多维度物理参数影响的超高强钢热成形冷却流场仿真分析

目的 研究关键参数对超高强钢热成形模内淬火效果的影响规律,合理选择模具材料和冷却流场空间结构,达到冷却淬火后材料中条状马氏体含量最大的目的.方法 利用流体仿真软件Star–ccm+对超高强钢热成形模具冷却流场进行有限元模拟分析,采用7种不同热导率的热成形模具材料和直径为15、20、25、30、35 mm的冷却管道管径,...     

基于电磁辅助成形的汽车覆盖件成形工艺研究

目的 为解决铝合金材料在冷冲压成形工艺中回弹量大、贴模度低、流动性差等问题,对汽车覆盖件的成形工艺进行研究.方法 基于电磁场理论,结合电磁成形工艺,制定了首先采用冲压进行预成形然后通过电磁场辅助成形进行终成形的工艺方法,通过正交试验与有限元单向耦合分析相结合的方法获得了成形覆盖件的最佳工艺参数.结果 基于正交试验获得了...     

复杂截面冷弯成形圆角减薄率工艺优化研究

目的 针对复杂截面车门中导轨冷弯成形过程复杂、道次繁多、Z字筋圆角减薄率过大等问题,基于车门中导轨冷弯成形工艺,优化Z字筋圆角冷弯成形工艺和减薄率。方法 利用COPRA FEA有限元仿真软件对车门中导轨成形过程进行分析,研究轧辊圆角半径、成形速度、成形策略等对圆角减薄率的影响,结合有限元分析手段不断优化工艺参数来实现中导轨Z字筋圆角精确成形,最终提出最优工艺方案并进行实验验证。结果 对于大圆角成形工艺,圆角处弯曲中性层完全位于料厚范围内,在料厚方向上既有压应力又有拉应力,壁厚减薄量较小;对于小圆角成形工艺,圆角处中性层偏出内弧面,在料厚方向上均受拉应力,壁厚只存在减薄的趋势。实验结果表明,Z字筋圆角厚度由1.33 mm变成1.46 mm,减薄率由原来的26.1%降低至18.89%。仿真结果表明,Z字筋圆角厚度由1.29 mm变成1.52 mm,减薄率由原来的28.3%降低至15.6%。对比仿真结果与实验结果可知,仿真分析最大误差为4.1%,仿真结果具有一定的可靠性。结论 最优工艺路线如下:采用大圆角、慢速成形,成形策略为中前期大圆角成形+后期小圆角成形,成形圆角半径分别为4.5、3.5、2.8、1 mm,弯折角度分别为45°、65°、78°、90°,该方案可以有效解决圆角减薄率过大的成形缺陷。     

汽车后座椅横梁冲压成形过程的数值模拟

采用数值模拟方法,对某型高强钢汽车后座椅横梁的成形过程进行研究,讨论压边力和拉深筋的变化对该零件成形性能的影响。模拟结果表明,采用合适的压边力和较低的拉深筋阻力系数,可有效提高高强钢的成形性能,获得合格的零件。针对模拟结果中零件出现的缺陷,提出了初步的工艺改进方案。     

一种龙门式加工中心横梁的动力学仿真研究

对一种国产龙门式加工中心的横梁关键部件,采用机械系统多刚体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS进行了静动态特性分析;在考虑重力和切削力作用下,由ADAMS计算出导轨与滑块间的作用力,从而计算出横梁部件的静态变形;通过动态测试和参数辨识方法获得导轨结合面特性参数并将其应用到横梁滑箱系统整体有限元模型中,经过模态分析得到系统固有频率和各阶振型图,并进一步分析了结合面参数变化对横梁滑箱系统整体动态特性的影响.     

UOE焊管成形三维有限元模拟

建立了UOE焊管成形过程的三维有限元模型,模拟具有大变形和复杂接触的成形过程,分析板料各个成形段的回弹,获得了不同成形段板料的变形构形、等效塑性应变分布以及成形载荷的变化。研究结果可为UOE工艺设计以及评估成形机组制管能力提供指导。