先进高强度钢板弯曲类回弹特性的试验研究

随着先进高强钢板在汽车及航天航空领域的广泛应用,回弹导致的成形精度问题日益突出.为了获取先进高强钢的弯曲回弹特性,通过采用U形件回弹模型,针对600MPa级别的3种典型高强钢(DP钢、TRIP钢、HSLA钢)进行了回弹试验研究.实验结果表明:在相同变形条件下,TRIP钢弯曲回弹最大,DP钢次之,HSLA的弯曲回弹最小;不同工艺条件、不同材料性能参数对弯曲回弹呈单调的影响规律,而润滑条件对弯曲回弹的影响趋势并未出现一致性规律.     

大相对弯曲半径弯曲件回弹的试验研究

针对具体工件对相对弯曲半径R0/t=160左右弯曲件的回弹进行了试验研究.分析了有关回弹(R0/t≥10)计算和图表对相对弯曲半径很大时的适用程度,并与生产过程中的实测值进行了比较.     

管材数控弯曲回弹规律的有限元分析

回弹是管材弯曲卸载后必然发生的现象,并严重影响弯曲管件的精度和管材弯曲生产的效率.成形参数对管材弯曲卸载后的回弹有重要的影响.为了研究成形参数对回弹角的影响,基于弹塑性有限元软件ANSYS建立了管材数控弯曲及回弹的有限元模型,以不锈钢管弯曲及回弹过程为典型研究对象,实验验证了所建立的有限元模型的可靠性,并分析了部分工艺和材料性能参数对管材数控弯曲回弹的影响规律.结果表明:回弹角随弯曲角、芯棒与管壁间隙及材料硬化系数的增大而增大,随材料硬化指数的增大而减小.     

C2680黄铜箔微弯曲回弹规律研究

微型化导致微弯曲变形与宏观弯曲有明显差异.研制了一套三点微弯曲模具,并基于CMT8502型微机控制电子万能试验机平台,使用C2680黄铜箔进行三点微弯曲正交实验,获得了一系列三点微弯曲力和冲头位移曲线.研究表明,坯料厚度越小,弯曲半径越大,相对厚度越大时,回弹量越大.在本试验中,坯料厚度对回弹的影响最明显,其次是相对厚度,弯曲半径对回弹的影响程度最小.     

大口径316L不锈钢管数控弯曲回弹规律研究

针对Φ123 mm×3.97 mm×350 mm规格的大口径316L厚壁不锈钢管,基于显/隐式弹塑性有限元仿真结合实验研究,对其数控弯曲卸载后的回弹现象进行了研究.采用单向拉伸试验和三维数字散斑动态应变测量方法获得了大口径316L不锈钢管大应变范围(真应变为49.02%)的力学性能参数,通过摩擦磨损实验获得管材316L不锈钢与45钢模具材料在不同压力和转速条件下的摩擦系数.基于ABAQUS平台,建立了大口径316L不锈钢管弯曲、抽芯、卸载回弹全过程数控弯曲有限元模型,并实验验证了所建模型的可靠性.研究表明,大口径316L不锈钢管回弹现象显著,在350 mm弯曲半径(相对弯曲半径D/t为2.846)条件下达到7.2°左右.芯棒伸出量e、芯球个数n和弯曲角度θ对卸载回弹有显著影响.     

钣金件弯曲回弹的机理分析及补偿校正措施探讨

钣金件以其自身强度高、质量轻、导电性好、成本低廉等优点,被广泛应用于通信、汽车制造业、电子电器、医疗器械等多个领域当中。近年来,随着钣金件的应用越来越广泛,其设计成为了相关产品开发的重要环节之一,而在钣金件生产加工的过程中,往往需要对其进行弯曲处理,以此来满足不同产品的需求。在对钣金件进行弯曲的过程中,弯曲回弹是最为常见的一类缺陷,同时也是钣金件弯曲加工中的技术难点之一,一旦钣金件发生弯曲回弹会对其成形件的质量造成严重影响。以往针对这一问题基本都是采取多次重复修模和试模等方法予以解决,但实际效果并不理想,从而导致了钣金件生产效率较低。想要进一步提高钣金件的生产效率就必须采取有效途径解决弯曲回弹问题,这也是本文研究的重点之所在。基于此点,本文首先对钣金件弯曲回弹的机理进行详细分析,并在此基础上提出钣金件弯曲回弹的补偿校正措施。     

理想弹塑性材料弯曲回弹分析及回弹弯矩计算

分析了弯曲回弹应力应变变化过程,推导了矩形截面杆回弹弯矩、回弹曲率的计算公式(14)、(11);发现经典纯弯曲理论确定回弹弯矩的方法与公式(14)比较存在较大理论误差。     

双向梯形夹芯板柱面弯曲成形回弹分析

整体弯曲成形是制造曲面夹芯板高效且经济的方法,其成形特点与回弹预测是重点研究方向。采用结合有限元的半解析法对双向梯形夹芯的力学参数进行推导,获得夹芯等效弹性常数,分析上、下面板不等厚夹芯板柱面弯曲成形时面板与夹芯的变形特点及应力中性层的变化,在此基础上建立夹芯板平面应变弯曲回弹理论计算模型,预测夹芯板弯曲成形的应力分布与回弹,并与数值模拟及多点弯曲成形实验结果进行对比。结果表明:夹芯板回弹量与中厚板十分接近,回弹量较小,易于控制成形精度;理论预测的横截面切向应力与回弹都偏大,其中上面板应力相对误差在2.9%以内,下面板应力相对误差在6.5%以内,下面板纵向中心截面线误差在1.0mm范围内,各项误差均在很小范围内,验证了本工作回弹计算模型的准确性。     

考虑材料参数变化的高强钛管数控弯曲回弹行为研究

目的研究钛管数控弯曲回弹角、回弹半径的变化规律,揭示回弹角和回弹半径变化特征的形成机制。方法基于有限元软件平台,建立考虑收缩应变比-弹性模量变化的Ti-3Al-2.5V钛管数控弯曲成形及回弹全过程的有限元模型。结果回弹角随弯曲角和相对弯曲半径的增加而增加;回弹半径在弯曲角小于30°时,随弯曲角的增加而先变化很小,后显著增加;弯曲角大于30°时,回弹半径随弯曲角的增加而逐渐减小。回弹半径随相对弯曲半径的增加而增加。弯曲角越大,应力分布区域越大,回弹变形越大;相对弯曲半径越大,弯管中处于弹性变形的区域占总变形区域的比例较大,回弹变形越大。结论考虑两参数变化时对回弹角和回弹半径的变化趋势无显著影响,但获得的回弹角和回弹半径均大于忽略两参数变化时的值;考虑收缩应变比-弹性模量变化时,弯曲变形区沿外脊线的拉应力大于忽略两参数变化时的拉应力,卸载回弹时,管材发生大的弹性恢复,表现为回弹角和回弹半径的增加。     

DP780高强钢U形弯曲回弹影响因素及优化

目的 研究DP780高强钢不同参数对其U形弯曲回弹的影响。方法 在室温下对DP780钢板材进行拉伸试验,获得其应力应变曲线。采用U形弯曲模具模型,利用ABAQUS有限元仿真软件对U形弯曲回弹进行分析,研究摩擦因数、压边力、冲压速度和凹凸模间隙对U形弯曲回弹的影响规律,并在此基础上设计正交试验以优化影响参数。结果 在较小的摩擦因数下,回弹是有微小波动的,继续增大摩擦因数,回弹呈现减小的趋势;回弹随着压边力的增大先增大后减小;冲压速度的改变对回弹的影响不是很大;随着凹凸模间隙的增加,回弹逐渐增大。结论 通过正交试验得到4个参数对回弹程度的影响,最佳参数组合为A5B5C3D1,以此参数组合得出的侧壁角θ1和法兰角θ2最接近90°,回弹效果最好。     

提高吊臂折弯精度的工艺措施

目的 分析影响吊臂折弯精度的因素、影响规律,进而找到提升吊臂板折弯精度的控制方法。方法 通过理论分析、数值计算、试验研究的手段,探讨材料回弹、残余应力、设备挠度补偿等对吊臂折弯精度的影响。结果 通过调整折弯行程,合理利用折弯机自带的挠度补偿装置、降低吊臂板原材料的内应力,可将吊臂的折弯合格率提升至99%及以上。结论 可以通过调整和控制回弹量、应用挠度补偿措施以及选择残余应力小的板材的方法来提高吊臂折弯精度。     

TNW700钛合金板材热弯曲性能

采用带有不同弯曲圆角的模具对TNW700钛合金薄板进行热弯曲实验,对其在温度为700~850℃,弯曲圆角为1/4~6t,弯曲角度为90°时的最小弯曲半径、回弹半径、回弹角度的变化规律进行了研究。结果表明:沿垂直轧制方向变形的热弯曲窗口较沿轧制方向的宽,垂直轧制方向弯曲变形时,700℃和850℃的最小弯曲半径分别为1.5t和1/4t,而沿轧制方向弯曲变形时,700℃和850℃的最小弯曲半径分别为3t和1t。回弹半径和回弹角度均随温度的升高和弯曲半径的增大而减小,回弹方向主要取决于模具的叠放次序。     

帽形材换向绕弯的曲率弹复

通过试验与分析，探讨了换向绕弯方法及工艺参数对曲率弹复△Ｒ的影响，得到了不同相对弯曲半径Ｒ／Ｈ下，换向绕弯的绕弯次及换向绕弯时侧压对曲率复△Ｒ的影响规律以及换向绕弯最佳绕弯次数，不仅对帽形型材料的绕弯工艺及模具设计具有使用价值及指导意义，同时为型材绕弯工艺的精度控制，提供了有效的方法及途径。     

焊管冷弯回弹曲线方程构建及工艺优化

目的 研究316L奥氏体不锈钢板材JCOE弯曲卸载回弹和应力分布特征,对预弯曲量实施相应补偿,以提高弯曲成形精度。方法 基于弹塑性变形理论,利用有限元模拟研究各关键成形参数对板材弯曲卸载回弹的影响规律,将影响指标线性/非线性拟合叠加,构建回弹曲线方程。结果 板料回弹量与上模下压量、下模开口量呈线性关系,与上模下行速度、摩擦因数呈指数关系。结论 优化后的最佳冷弯成形工艺参数如下：上模下压量为12 mm,下模开口量为150 mm,上模下行速度为4 mm/s,摩擦因数为0.15。对于径壁比值≤10的板料成形,理论计算得到的弯曲回弹量与实测平均值吻合较好,构建的模型可以为实际生产奠定理论基础。     

钣金V形折弯成形的回弹控制研究

为了实现对钣金V形折弯回弹的有效控制,在折弯加工过程中逐渐修正材料的性能参数,从而准确计算最终的折弯深度参数.本文对板料进行几次增量式的折弯加工,获取相应的成形及回弹角度参数,并通过理论模型修正材料的性能参数值,进而利用修正后的材料参数计算折弯深度参数.实验结果表明:修正后的材料性能参数接近拉伸实验的结果,折弯成形角度的偏差小于1°.增量式折弯方法避免了由材料参数误差引起的回弹控制误差,有效提高了V形折弯回弹的控制精度.\"     

铝合金型材拉弯成形回弹的有限元模拟

对回弹进行有效预测与控制是提高型材弯曲件精度的关键.为了分析轴向作用力对拉弯制件回弹的影响,采用动力显式有限元仿真软件Pam-Stamp2000对中空矩形截面铝型材AA6082(T5)转臂式拉弯成形过程进行了数值模拟,并与实验结果进行了对比.结果表明:增加预拉可以减小制件的回弹,但预拉达到一定水平后,继续加大预拉力对减小回弹将基本不起作用;当预拉不充分时,增加补拉同样有利于减小制件的回弹,但过大的补拉力对于减小回弹几乎没有任何帮助.可见,型材拉弯成形制件的回弹不仅与加载顺序及加载程度密切相关,同时也受到材料应变硬化特性的制约.     

不锈钢车顶弯梁拉弯成形研究

利用ABAQUS软件,对某轨道车辆的不锈钢车顶弯梁的拉弯成形过程进行了模拟研究,分析了L形型材拉弯后截面畸变及回弹的影响因素及控制方法。结果表明:模具立边深度对截面畸变的影响较大,拉伸量对其影响相对较小;包覆拉伸量对回弹时发生的截面扭曲的影响最大,补拉量对回弹时发生的侧面弯曲的影响最大;采用模具型面补偿法可以有效减小回弹,提高轮廓精度。实验证明,当预拉量和补拉量为1%、包覆拉伸量为7.5%和模具立边深度为H-0.5mm并且模具型面补偿量为最大回弹量的1.1倍时,可以制造出高质量的不锈钢型材拉弯件。     

Investigation of Springback of Metallic Sheets at Small Strains

Abstract:  The bending process of an aluminium alloy and a high‐strength steel is analysed using the cylindrical bending test of 1 (Proceedings of the 5th International conference and workshop on numerical simulation of 3D sheet forming processes, 2002 , Jeju Island, South Korea). Despite its simplicity, it is now well known that this test is difficult to reproduce numerically. Indeed, it involves small plastic strains but large springback and exhibits complex contact boundary conditions providing severe benchmark characteristics. In order to obtain reliable results to be used for the validation of finite element models or simulations, particular attention has been paid to the fine measurement of several experimental parameters using a high‐resolution video camera. Several geometrical and contact parameters, as well as the springback angle, are determined. The springback results are compared with analytical results obtained using a classical bending model. It is shown that the agreement is good if the work‐hardening is identified within a small strain range, corresponding to the one covered during the test, as it mainly involves small deformations, pure bending and a weak anticlastic effect. Moreover, the decrease in the apparent modulus as a function of plastic strain leads to a more accurate measurement of the variation in the springback angle.