基于Dynaform的拼焊板冲压成形压边方法研究

拼焊板技术是板料成形的先进制造技术,具有减少生产成本、降低车重、降低油耗、提高整体性能等优势,已经广泛应用于汽车行业中,但拼焊板成形时存在的破裂、起皱及焊缝移动等问题也相当严重,合理施加压边力可以改善和解决拼焊板成形中的这些问题.本文基于Dynaform平台采用有限元模拟的方法研究拼焊板冲压成形压边方法及其对模具受力、焊缝移动及工件成形质量的影响;基于不破裂前提,从合理压边间隙控制中获得常压边力控制所需的恒定压边力.模拟结果表明:固定压边间隙方式较恒定压边力作用方式有利于板料的冲压成形、减小焊缝的移动和改善模具的受力情况,同时有助于获得拼焊板恒定压边力控制值,提高效率,固定压边间隙法是拼焊板冲压成形中一种有效的压边方法.     

拼焊板材冲压成形技术（Ⅰ）

详细介绍和总结了拼焊板的研究现状，讨论了拼焊板的材料和焊接技术的研究成果及其相关技术问题。     

拼焊板材冲压成形技术（Ⅱ）

详细介绍和总结了拼焊板冲压成形的国内外研究与应用现状，讨论了拼焊板成形性能实验方法、拼焊板的不均匀变形规律、控制不均匀变形的方法以及计算机模拟方面的成果。     

差厚拼焊板成形性的单向拉伸试验

拼焊板的成形性能不同于单一材料的板料,研究其成形性能有利于改进拼焊板的成形工艺.单向拉伸试验作为一种有效和实用的材料性能测试方法被用于研究拼焊板的成形性能.针对拉伸试验设计了母材和拼焊板的试样并进行了相关试验,获得了不同拼焊板的强度和塑性性能并对结果进行了讨论.试验结果表明,拼焊板的单向拉伸强度介于较高强度母材与较低强...     

激光拼焊板成形性研究

对两各激光并焊板进行了成形研究,考察了激光拦焊板在杯突和拉深试验中的成形特点及焊缝对成形的影响。     

基于应变路径的拼焊板盒形件成形性能研究

利用Dyanform对拼焊板盒形件进行冲压成形数值模拟,研究不同压边力对拼焊板盒形件拉深过程中破裂危险点应变路径和成形性能的影响规律;同时,提出台阶式变压边力控制方法.结果表明:通过调整压边力的大小和变化方式,可以实现对拼焊板盒形件破裂危险点处应变路径的控制以及减小焊缝移动,从而提高拼焊板盒形件的冲压成形性能.     

拼焊板成形极限研究进展

板料厚度和性质差别以及焊缝的存在改变了传统的单一板材塑性成形中的金属流动规律,使得拼焊板成形极限表现出自己的特点.当前国外学者初步研究了材料厚度比、载荷形式、轧制方向等若干因素对拼焊板成形极限的影响规律;拼焊板的成形极限图目前主要通过实验法建立.拼焊板成形极限的主要影响因素及其影响规律、拼焊板成形极限图的建立方法有待深入研究.     

基于仿真技术的汽车拼焊板冲压成形研究

运用DYNAFORM软件对低碳钢材料拼焊板进行冲压成形仿真研究,直观地了解成形过程.通过对仿真后的成形极限图进行分析,发现初始条件下的设计方案导致破裂和起皱这两种缺陷.因此对冲压成形的工艺条件进行适当调整,提出改进的设计方案,再次进行仿真,最终提高了冲压成形质量.研究表明,合理选取冲压速度、增设开放式拉延筋可以有效地解决拼焊板冲压成形过程中的破裂和起皱这两种缺陷.     

压边力对拼焊板制汽车流水槽成形性能的影响

基于有限元仿真软件DYNAFORM,以异种材料相等厚度的拼焊板成形某汽车流水槽本体为对象,建立了有限元仿真模型,对该零件的拉延过程进行模拟,研究不同压边力及几种典型变压边力对冲压成形性能的影响。结果表明,压边力对零件拉延成形过程中起皱和拉裂等缺陷的产生有很大影响,适当的压边力能有效抑制各种缺陷的产生。     

不等厚激光拼焊板杯突试验及模拟

针对厚1.8 mm的SAPH440和厚2.2 mm的DP600不等厚异质板材采用激光焊接技术实现拼焊,进一步研究SAPH440和DP600的不等厚激光拼焊板的焊接接头性能和成形性能。针对拼焊板的胀形性进行杯突试验,研究表明,当薄板SAPH440所占的比例较厚板DP600大时,拼焊板的杯突值低于任何一侧母材的杯突值,即拼焊板的胀形性低于母材。并利用Dynaform软件对拼焊板的成形过程进行仿真分析：结果表明两侧板材变形不均匀,焊缝向厚板侧移动。     

Influence of weld geometry and mismatch on formability of aluminium tailor welded blanks: numerical and experimental analysis

Abstract

The forming behaviour of tailor welded blanks (TWBs) has been widely studied since its development. In the numerical simulation studies, the TWBs are modelled as blanks composed of two different materials, and often, the presence of the weld bead is neglected in its finite element discretisation. In the present work, the influence of the weld bead shape on the formability of friction stir welded TWBs, is analysed. Several finite element meshes were constructed in order to represent different weld bead geometries and numerical simulations of the cylindrical cup drawing were performed. Strong influence of the weld bead shape on the formability of the TWBs was observed when the weld was in overmatch relatively to the base material, and little influence when the weld was in undermatch condition. Comparison of the numerical results with experimental ones shows that the numerical analysis is able to preview the formability of the TWBs.     

激光拼焊板成形极限的预测方法研究

激光拼焊板成形极限图(FLD)目前主要由试验法获得,但试验法由于其局限性,在实际应用中受到很大的限制。该文介绍了一种预测板料发生颈缩的新准则——厚度梯度准则,该准则基于当板料发生颈缩时沿垂直于颈缩方向的厚度梯度分布上存在着临界值C;在板料成形过程中,当其厚度梯度值小于临界厚度梯度值C时,板料发生颈缩。采用eat/Dynaform软件仿真了高强度钢B170P1激光拼焊板的凸模胀形试验,基于厚度梯度准则有限元计算获得了其成形极限图。获得的激光拼焊板FLD与通过凸模胀形试验法得到的结果进行了对比分析。与试验得到的数据吻合较好,从而证实了该方法的正确性和有效性。     

激光拼焊板焊缝仿真处理方式研究

目前常用的金属板料冲压成形软件,一般不考虑拼焊板焊缝性能的刚性连接处理方式,这在某些工况下会造成与实际成形结果的较大偏差。为兼顾效率与精度,通过对焊缝性能的分析,提出在仿真中使用壳单元,并对焊缝赋予特殊材料属性的焊缝处理方式。试验证明,此种方式在拼焊板两侧母材强度相当时,相对于传统刚性连接方式,与试验结果有高度的吻合性,体现出了良好的精度,具有工程应用价值。该研究在此处理方式的基础上仿真分析了同材、同厚拼焊板的成形过程,探讨了其成形能力相对于单一母材有较为明显下降的原因,认为,焊缝较低的塑性与延伸率,致使其在成形过程中应力高度集中、易于脆断,并影响周边母材的成形,从而制约了拼焊板整体变形潜力的发挥。     

拼焊板方盒件拉深成形中焊缝移动规律的研究

拼焊板越来越多地应用在汽车制造业及其它工业中。方盒件是板材成形中的一种典型件，因此对拼焊板方盒件拉深过程中的焊缝移动规律的研究是非常重要的。本文研究由不同材料和不同厚度板材组合的拼焊板方盒件在拉深成形中焊缝的移动。同时，用显式有限元软件DY—NAFORM进行了模拟。为了验证模拟结果，做了相应实验，实验结果与模拟结果吻合较好。     

激光拼焊板冲压成形性能研究

对由同种材质不等厚度母材制成的拼焊板进行了杯突试验和成形极限图试验,发现拼焊板焊缝处材料强度增强,但是抵抗继续变形能力减弱,材料发生失稳、破裂多在薄板侧.并应用AutoForm软件对某轿车前地板零件的成形性进行研究,仿真分析结果表明,虽然在零件设计时薄板侧所占面积较大,使得焊缝未发生移动,但较易破裂位置、板料变薄最大位置仍发生在拼焊板焊缝薄板侧.在分析拼焊板材料制成的零件时,对焊缝附近进行材料成形性分析尤为重要.     

拼焊板盒形件冲压成形失效及应变路径分析

采用自制液压机和分瓣压边圈模具,通过模拟仿真和实冲试验,变化各工艺参数,研究分析拼焊板方盒件冲压成形的应变路径、焊缝移动和成形极限,以提高其成形性能。研究表明,厚/薄侧压边力的大小和分布对破裂危险点的应变路径和成形裕度有很大的影响,合理的压边力分布可调节失效破裂的位置,减少焊缝移动和提高成形极限深度;凹模圆角半径的增大,对薄侧侧壁圆角处破裂危险点应变路径影响较大,拼焊板盒形件成形极限深度逐渐增大;厚度比较小时,破裂出现在薄侧圆角处,而厚度比较大时,焊缝移动量大,破裂易出现在薄侧焊缝处;板料毛坯形状和尺寸对失效破裂的位置和成形性能影响显著。因此,以薄侧侧壁圆角处和薄侧焊缝位置附近为破裂危险点,通过优化压边力、凹模圆角半径、板料厚度比、板料毛坯形状和尺寸等工艺参数,改变危险点的应变路径,调节失效破裂的位置,减小其焊缝移动量,可有效地提高拼焊板方盒件的冲压成形性能。     

摩擦对汽车零件拼焊板成形行为影响

为了提高拼焊板成形性能,通过改变成形过程中模具与板料之间的摩擦以控制其成形特征.以极限胀形高度试验为研究对象,采用理论方法分析了摩擦系数对拼焊板成形行为影响的力学机制.结合试验和有限元法研究了摩擦系数对拼焊板极限胀形高度、焊缝移动及应变分布等的影响.结果表明:摩擦系数对拼焊板成形行为有显著影响,随着摩擦系数的增大,极限胀形高度先增大后逐渐减小,而焊缝移动量则一直减小,拼焊板主应变分布逐渐变得均匀;当摩擦系数增大到一定值时,极限应变位置突然从焊缝临近位置转变为距焊缝约30.0 mm位置的薄侧母材上,拼焊板失效模式发生了变化.     

变压边力对连续变截面辊压板成形性能的研究

连续变截面辊压板作为新型板料之一,在其盒形件成形过程中存在起皱、破裂、过渡区移动等成形缺陷.合理控制压边力模式可以消除及减小缺陷,提高成形性能.本文利用ABAQUS软件对比了连续变截面辊压板盒形件分别在整体压边圈恒压边力、变压边力情况下的成形深度、过渡区移动、应变路径等.结果表明,渐增型压边力比恒定压边力下得到的成形深度提高了12.5%,盒底部中心移动量、应变极限值均较小.     

基于DIC的拼焊板焊缝性能识别方法及验证

提出一种新的拼焊板焊缝参数识别方法——分区法.根据垂直焊缝方向次应变不同,将焊缝区分为焊缝和热影响区.采用数字图像相干技术,获取焊缝失效时拼焊板表面的应变场.建立了焊缝性能参数计算模型,分别计算出焊缝的强度系数和应变硬化指数.为验证分区法的有效性,针对纵向激光拼焊板单向拉伸试验,将理论计算结果嵌入有限元分析中,获得拉伸载荷-位移曲线,与混合法及试验结果比较.结果表明,分区法比较接近试验结果,具有较高的精度.