板材多点成形过程数值模拟的研究

多点柔性成形是一种先进的板材成形技术。在多点成形过程中 ,板材的受力状态、变形特点、接触边界等与传统的冲压成形有很大的不同 ,商业软件不能有效地反应这些特点。本文给出了自主开发的板材多点成形过程数值模拟专用软件 (MPFORM)所采用的有关理论与公式 ,介绍了基于UL隐式格式的弹塑性大变形有限元方法、退化板壳有限元模型以及处理多点不连续接触边界的接触单元技术等 ,给出了球形面与马鞍面多点成形过程的MPFORM数值模拟结果     

中厚船舶钢板激光弯曲成形几何效应的数值模拟

建立板材激光弯曲的三维非线性准静态弹塑性热力耦合有限元模型。使用有限元软件 MSC Marc对中厚船舶钢板的激光弯曲成形过程进行数值模拟。计算了船舶钢板激光弯曲成形过程的温度场和变形场, 并进行相应的实验验证。模拟结果与实验结果吻合较好。用建立的模型对中厚船舶钢板的激光弯曲成形过程中钢板的几何效应进行数值模拟, 讨论了一定工艺条件下钢板几何参数与弯曲角度之间的关系, 为在将来实际生产中制定和优化钢板激光弯曲成形的工艺参数提供理论依据。     

基于冲压与数控渐进成形的复合成形

针对冲压工艺难以成形形状复杂板材件、冲压模具难以制造或加工成本高以及单独采用数控渐进成形加工效率低的问题,提出基于冲压工艺与数控渐进成形工艺相结合的复合成形方法,并给出了基于冲压与数控渐进成形的复合成形的数值模拟方法。采用冲压成形、数控渐进成形和复合成形3种成形方式,以有限元分析软件数值模拟分析同一形状板材件,对比分析数值模拟后的板材件的轮廓尺寸精度与厚度分布。结果可知,采用复合成形得到的板材件轮廓尺寸精度与厚度分布能够满足实际应用,所提出的复合成形方法具有可应用性。     

板材多点成形中回弹的数值模拟及补偿研究

回弹是板材多点成形中一个必须解决的问题。利用有限元软件LS-DYNA对板材冲压成形的回弹进行数值模拟,采用动态显式算法模拟板材成形过程,隐式算法模拟卸载回弹过程。对不同曲率半径、不同屈服强度的圆柱面成形件进行数值模拟,分析得出回弹趋势和回弹分布,提出通过修正基本体群成形面来补偿回弹的方法,并用B样条曲线拟合生成的曲面。经过两次补偿,成形件精度提高,证明该方法可以很好地补偿多点成形中的回弹。研究结果对于减小因回弹带来的误差,提高成形件的成形精度具有十分重要的意义。     

Sn-Bi合金介质压力成形下轻质铝板的成形性

提出了Sn-Bi合金介质压力成形方法，利用Sn-Bi合金介质的热敏感特性，通过温度控制其流变行为，可以改变板材压边区的流动状态，同时可实现板材的无压边成形。采用欧拉-拉格朗日自适应网格建立了有限元模型，分析了Sn-Bi合金介质的厚度对成形板材在成形过程的应力、应变和板材厚度分布的影响。揭示了Sn-Bi合金介质压力成形下抑制起皱、破裂的机理。数值模拟结果与试验结果一致，Sn-Bi合金介质压力成形可改善板材成形应力分布，提升板材成形材料流动均匀性，抑制板材失效，为板材的无余量防皱成形方法提供了理论依据。     

板料液压成形的数值模拟研究

首先对板料液压成形技术相关知识进行了介绍,接着以阶梯圆筒形制件的液压拉伸数值模拟仿真为例,采用DYANFORM软件来说明应用数值模拟技术对板料液压成形过程进行有限元分析的具体步骤。最后,分析了板材液压成形数值模拟的特点并对板料液压成形数值模拟技术的发展趋势进行了展望。     

无网格法在板料冲压成形数值模拟中的应用

基于移动最小二乘法近似函数和以有限元网格作为积分背景网格的无网格法理论，对板料冲压成形过程进行了数值模拟，利用罚函数法引入本质边界条件处理成形过程中的接触摩擦问题，并将模拟结果与有限元法计算结果进行对比，结果表明：无网格伽辽金法的计算结果与有限元法计算结果基本吻合，无网格伽辽金法作为新兴的数值计算方法，具有前后处理简单，精度高等特点，为板料冲压成形的数值模拟提供了一种有效的新方法。     

铝合金圆锥形零件粘性介质温成形研究

采用热力耦合有限元数值模拟方法对铝合金圆锥形零件粘性介质温成形过程进行了模拟分析,研究了成形过程粘性介质和板材的温度分布、不同温度条件下成形零件壁厚分布、成形载荷等.结果表明,圆锥形零件的底部圆角区域为成形危险区域.非等温粘性介质温成形过程中,在粘性介质内部形成的非均匀温度场影响了板材的温度分布.当粘性介质温度略低于板材温度时,坯料中心区域温度较低,有利于延迟底部圆角成形时的破裂,提高了零件壁厚的均匀性.分别进行了室温和加热时铝合金圆锥形零件粘性介质压力成形试验,试验结果与数值模拟具有相同的规律.     

船用薄板柔性渐进成形工艺数值模拟及实验研究

针对船体外板典型的双曲面板材成形提出了局部压载和渐进滚弯两种柔性渐进成形方式。通过有限元数值模拟技术在正交实验下分别探究局部压载成形过程中板料厚度、凸凹模间距、凸模压下量和凸模圆弧半径对板料成形回弹半径的影响,以及渐进滚弯成形过程中滚轮下压深度对板料弯曲半径的影响。以双曲面船板中帆形板为例,基于ABAQUS/ExplicitStandard求解平台及正交实验参数结果,利用局部压载成形和渐进滚弯成形对双曲面板材进行多道次有限元仿真模拟成形。最后通过双曲面板材多道次局部压载成形实验验证了船用钢板柔性渐进成形工艺的可行性及有限元分析结果的可靠性。     

板厚对三维曲面柔性卷板成形过程影响的数值模拟研究

三维曲面柔性卷板成形技术是一种新颖的板材柔性成形技术.简单介绍了三维曲面柔性卷板成形技术,并以马鞍形件为例,采用通用的有限元程序建立了三维曲面柔性卷板成形过程的有限元模型.通过数值模拟的方法来研究同种材料、不同厚度的板材对其成形过程的影响,得出了在相同压下量时,随着板厚的增加,马鞍形件的成形效果越好的结论,并通过了实验验证.模拟结果对制定成形工艺,以及如何确定在一定参数下压制多少厚度的板材效果为最佳,具有一定的指导意义.     

摩擦对薄板冲压件成形性能的影响

介绍了利用有限元仿真技术,对一个薄板冲压件的成形过程进行了数值模拟,从中研究摩擦对板材最终成形性能的影响,并得出有关结论。     

铝合金板材渐进成形韧性破裂过程模拟

针对铝合金板材渐进成形过程中材料受拉失稳产生韧性破裂的问题,建立考虑应变率效应的铝合金板材渐进成形韧性破裂准则。采用单向拉伸试验和有限元模拟相结合的方法,确定了铝合金板材渐进成形韧性破裂准则中的材料参数。以建立的破裂准则为破裂判断的依据,结合有限元软件MSC.Marc进行二次开发,通过嵌入韧性破裂子程序,实现了对1060铝合金板材渐进成形破裂过程的定量分析,并通过渐进成形试验进行了试验验证。结果表明,考虑应变率效应的韧性破裂准则适用于铝合金板材渐进成形破裂缺陷的预测,揭示了铝合金板材渐进成形过程中破裂产生的机制,有限元模拟结果与实验结果一致性较好。     

TA15钛合金板材冷折弯成形的有限元模拟及实验研究

为了进一步研究TA15钛合金板材的冷折弯成形规律,使用有限元模拟成形软件PamStamp2G对其成形过程进行了模拟,分析了凸模行程、凹模跨度、凸模圆角对板材折弯后回弹的影响规律,并对TA15板材折弯的极限角度和回弹角度进行了研究。通过对比模拟结果与实验数据,发现两者趋势基本一致。这验证了PamStamp2G有限元模拟技术在TA15板材冷折弯成形过程中的有效性和可行性。     

基于过程分析法的冲压件成形数值模拟研究

以某车型汽车行李箱外板上板为目标成形件,提出了采用过程分析法对成形件成形状况进行数值模拟的方法。结果表明:采用过程分析法可有效掌握板材成形过程中各个临界点的成形状况,对板材变形过程中的压紧、流动、聚集、减薄等状态进行综合分析及评价,更准确的判断成形工艺的可行性及数值模拟结果的有效性。     

型材2D拉弯数值模拟建模技术研究

型材拉弯成形有限元模拟关键在于型材夹持端运动轨迹的合理描述。对于由力控制的拉弯成形方式, 夹钳运动轨迹很难直接给出。本文探讨了拉伸作动筒的建模技术, 给出了型材2D拉弯数值模拟载荷边界条件的确定方法。应用动力显式有限元软件Pam -Stamp2000对挤压铝合金矩形管拉弯成形过程进行了数值模拟, 模拟结果和实验结果相当吻合, 证实本文提出的拉弯成形数值模拟建模技术是有效的、可靠的。     

板材单点渐进成形破裂模拟优化与实验验证

针对渐进成形工艺加工半锥角较小制件侧壁厚度减薄及破裂问题,基于ABAQUS建立渐进成形有限元分析模型,并进行数值模拟与结果分析。对于板材破裂及厚度分布不均现象提出优化方案,并完成数值模拟与实验验证,结果显示,实验加工与数值模拟结果基本一致。最后总结出渐进成形中板材发生破裂的原因、本质及解决方法。     

铝型材挤压过程有限元数值模拟

采用三维刚粘塑性有限元方法,对一典型的铝型材非等温成形过程进行了数值模拟。分析了铝材挤压的３个不同成形阶段,给出了成形各阶段的应力、应变和温度场分布情况以及整个成形过程中模具载荷随成形时间的变化情况。这些模拟结果为铝型材挤压的模具设计和设备选取提供了重要的依据。同时,还对三维塑性变形的有限元数值模拟中关键技术的处理方法进行了探讨     

基于厚板的三辊滚弯成形数值模拟及优化

滚弯成形由于结构简单、加工效率高而被广泛用于工业制造领域.首先,介绍了三辊滚弯技术的成形原理,借助几何模型对成形半径和上辊压下量之间的关系进行推导;然后,使用有限元分析软件ABAQUS对三辊滚弯成形的圆形截面工件进行数值模拟,从模拟结果分析了成形过程中的板材应力分布以及成形半径大小.鉴于板材加工过程中无法避免的回弹现象...     

板材激光弯曲成形数值模拟的研究现状及展望

板材的激光弯曲成形是一种利用高能激光束扫描金属板材表面产生非均匀分布的热应力，从而使板材发生塑性变形的金属板材柔性成形新工艺，数值模拟已逐渐成为板材激光弯曲成形研究中的热点内容，综述了近年来国内外对激光弯曲成形过程的温度场及变形场进行数值模拟的研究现状，并对其应用范围和发展前景作了展望。     

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。