基于有限元弹性迭代的坯料展开算法改进

对基于有限元弹性迭代的坯料形状展开算法进行了改进,在弹性有限元计算中引入大变形位移应变关系,以克服应用小变形应变-位移计算单元形状改变量时,由于单元刚体转动较大而带来的计算误差,从而使坯料形状的预示精度基本达到了基于塑性迭代的一步成形方法,并且使计算效率得到了显著提高。     

基于数值模拟的雷达H弯波导件坯料优化

将数值模拟技术应用于雷达H弯波导件的坯料优化过程,研究了不同的毛坯形状尺寸对H弯波导件拉深的成形极限、厚度分布、减薄率及回弹量的影响。通过对比分析由坯料展开的坯料和由凹模偏置展开的坯料成形模拟结果,提出修改方案,确定较为合理的毛坯形状尺寸。研究结果表明,毛坯形状对零件成形效果影响很大。在所列的坯料形状中,修改后90°圆角毛坯最有利于成形,拉裂、回弹程度最小。针对模拟的结果进行拉深实验,证明数值模拟与物理实验具有良好的一致性,可以通过数值模拟指导实际生产。     

控制凸缘径向流动的尺寸因子分析

通过数值模拟和实验,证明了凸缘径向流动性是凸缘零件塑性成形的关键问题,提出了用延展比作为衡量凸缘径向流动性的指标.从坯料模具的形状结构方面着手,提取出4个约束坯料及上下模形状的尺寸因子,并分析了各尺寸因子对凸缘径向流动性的影响.同时,采用多因子分析方法对座销冷挤压成形过程中各种尺寸因子组合情况进行分析,计算各因子对径向流动影响的主次关系,并计算出最佳尺寸组合.     

基于数值模拟的支撑座冲压工艺及模具设计

汽车支撑座零件结构形状复杂、成形精度要求高,用传统的坯料展开法和成形极限法很难准确确定坯料的形状尺寸以及判断一次成形是否出现拉裂。因此,通过采用板料冲压成形数值模拟软件Dynaform进行支撑座零件的冲压成形工艺模拟分析,进而确定坯料的形状尺寸以及判断一次成形是否出现拉裂。并对冲压工艺方案、排样图及模具结构进行了优化设计。最后,对汽车支撑座零件进行冲压成形工艺试验,试验结果表明,冲压成形的支撑座零件质量符合要求,验证了数值模拟结果的正确性。     

基于CATIA的橡皮成形凸曲线翻边毛料展开设计系统的二次开发

为了使飞机橡皮成形件在CATIA环境下更好地展开,获得一个比较满意的毛坯料形状、降低材料成本,提出基于CAA(Component Application Architecture)的CATIA二次开发方法,设计并搭建基于几何法的橡皮成形毛坯料展开设计系统平台,并提供了具体开发实例。首先利用板料展开系统,对凸曲线零件数模进行操作,得到毛坯料尺寸形状,再利用"一步法"成形型面回弹补偿系统,设计刚性模具。最后进行橡皮成形试验与模拟仿真。通过对比成形零件与原始零件吻合程度,得到翻边高度误差在0.15 mm范围之内,并且竖边两侧端线与腹板面之间的角度接近90°,验证了板料展开系统的准确性。     

多点成形板类件自由曲面展开尺寸误差分析

在对多点成形板类件自由曲面展开算法研究的基础上,从理论上分析了引起板类件自由曲面展开尺寸误差的原因。并以球形曲面片为例,从3方面进行了其展开尺寸误差分析———曲面离散误差分析、四边形网格形状误差分析以及由基点带来的累积误差分析。     

汽车转向器螺杆中心细长孔冷挤压成形工艺研究

汽车转向器螺杆中心细长孔长径比高达15左右,且口部直径小、内部直径大。通常采用机加工,生产效率低,制造成本高。本文从转向器螺杆的坯料形状、细长孔成形后整形和挤压芯棒形状3个方面制定了挤压成形方案。设计并制作模具,进行了挤压实验。实验结果表明,3种工艺方案均能挤压成形细长台阶中心孔,但工艺复杂程度及成形后的形状尺寸略有区别。实验最终确定的最佳工艺方案为:先在坯料上加工出Ф12.5mm中心通孔,再利用穿插台阶状芯轴挤压成形出Ф12mm中心细长孔和Ф8mm端头小孔。     

板料成形模拟坯料网格尺寸的控制

建立方盒拉深件有限元模型,用不同的坯料板厚、网格尺寸进行成形模拟计算,讨论了坯料网格尺寸对计算精度的影响;提出了合适的坯料网格尺寸的确定原则及其定量标准.     

车后灯座成形工艺分析及有限元数值模拟优化

采用基于动力显示算法的板料成形非线性有限元分析软件Dynaform对某轿车后灯座的拉深成形过程进行了数值模拟仿真。主要研究了不同工艺补充面及不同坯料形状对零件冲压成形的影响，通过FLD图和成形结果对比，对工艺补充部分和坯料形状进行了调整，并得到了优化的拉深件型面及坯料尺寸，为同类相关零件的生产起到了指导作用。     

翼子板裙板成形有限元分析及坯料优化

通过对翼子板裙板左右件的形状特点进行分析，确定了合理的成形工艺方案，并采用基于动力显示算法的有限元分析软件Dynaform，对汽车翼子板裙板的拉深工序进行了分析。为了得到拉深工序的坯料尺寸，本文研究了不同坯料形状对零件拉深成形的影响，通过对比FID图及应变分布图，对坯料形状进行了调整并得到了优化的坯料形状，同时生产出质量合格的产品。     

热水器封头零件拉深工艺研究

由于热水器封头顶部曲面形状,其拉伸工艺参数只能通过反复的试验才能确定,费工费力。应用有限元Dynaform软件对热水器封头的拉深工艺进行了有限元分析,研究了压边力、拉延筋设置、毛坯尺寸等参数对热水器封头成形质量的影响规律;针对原工艺的不足,提出了采用小尺寸毛坯和环形半圆形拉延筋改进的新工艺方案。它能显著降低压边力、提高拉深件的可成形性和成形质量,同时也能提高材料利用率。     

单元尺寸对回弹仿真的影响机理研究

在冲压成形仿真中,单元尺寸对回弹计算结果影响很大,但其影响机理并不清楚。文章在圆底U型件的回弹试验基础上．建立了对于应该试验的只有板料单元尺寸不同的3个仿真模型。在冲压仿真和回弹仿真后,比较了模型中板料上的同一点的应力应变曲线．以及回弹计算结果与试验结果,分析了在模具弯曲部位成形末期不同单元尺寸的板料和弯曲模具表面的接触关系。研究表明,在成形过程中,板料弯曲部位节点的应力在成形过程中已经部分释放,使回弹值减小,此种情况下,为了提高回弹预测精度,板料必须采用较小的单元尺寸;在成形末期板料受到校正力的作用,使回弹计算值进一步减小,在这种情况下,模型中应设置合理的凹凸模间隙。     

大曲率高精度反射器面板精密成形坯料展开技术

高精度反射器面板型面为旋转抛物面的一部分,采用分块成形拼接安装的方法制造,每块面板的边缘形状为空间曲线,对边缘精度要求很高。对于大曲率面板,试验表明,通过基于弧长法的几何展开法得到的坯料不能满足拼接安装的边缘精度要求。该文采用基于力学展开的高精度面板坯料展开方法,通过模拟分析,验证了其方法对解决大曲率反射器面板拼缝难题的可行性,解决了大曲率紧缩场高精度面板坯料展开的工程问题。     

基于CATIA的汽车覆盖件产品设计可成形性同步仿真系统

采用CAA二次开发技术,设计开发了基于CATIA平台的汽车覆盖件产品设计可成形性仿真系统BEW(blank estimation wizard)。该系统利用CATIA发布(publication)功能,实现CAD与CAE模型的同步更新,减少产品设计初期CAE反复建模时间,避免模型数据丢失和精度损失。系统基于改进的有限元逆算法,根据零件形状或带有工艺补充面的工件形状,即可快速计算出冲压件的毛坯形状,预测零件的应力应变分布。作为DFM的有效载体,系统可应用于汽车覆盖件产品设计初期,帮助企业提高新产品工艺质量和产品质量,缩短新产品开发时间。     

轴承外壳模具成形分析

轴承外壳零件要求尺寸精度高，且有形位公差要求，因而在模具成形后，采用整形工艺达到了尺寸精度，同时零件的端平面达到形位公差要求。对于凸缘部位的浅拉深。采用压边圈兼作浅拉深凸模的作用，取得较好的效果。     

Deformation analysis and blank design in square cup drawing

A finite-element procedure is developed for modeling of the square cup drawing process based on finite strain formulation and membrane theory. The sheet material was assumed to obey Hill's anisotropic yield criterion and its associated flow rule. The workhardening characteristics of the material and Coulomb friction between the sheet metal and forming tools were incorporated into the simulations. Computed results with a square blank for the strain distributions were found to be consistent experimental data. Solutions were also obtained for various blank shapes with identical surface areas. Good correlations were found between the finite-element predictions and experiments for load-displacement curves and deformed-flange configurations.Based on the finite-element results of net material flow during the deformaion, an optimum blank shape was determined. Using this optimum blank shape, both the finite-element simulation and cup drawing experiment were performed and it was shown that a cup with the flange of uniform size around its periphery was obtained at a predetermined cup height.     

一步成形有限元法在确定毛坯初始形状中的应用

一步成形有限元法，是从产品的形状出发，将其作为成形后工件的中面并对其离散，通过有限元方法确定在满足一定边界条件下，工件中的节点在初始毛坯中的位置。由一步成形有限元法可以得到对应的毛坯形状，通过计算毛坯结点到工件上的位移可得到工件上的应力和应变。此法计算速度快，不需要模具和工艺信息，建立分析模型简单，可用于板料成形设计早期，用来估计零件的成形性能。     

气门顶杆冷挤压模设计

介绍了气门顶杆冷挤压成形工艺,计算了毛坯尺寸、挤压件的变形程度,论述了冷挤压模结构及模具设计要点。采用冷挤压加工工艺后,提高了零件精度和表面质量,改善了零件的力学性能,显著降低了材料消耗。     

基于感应加热的镁合金带内筋筒形件热强旋旋前温度场研究

对于镁合金带内筋筒形件的热强旋成形,旋前管坯的温度场分布对成形过程中的材料流动及旋压件的成形质量具有重要影响.基于多物理场耦合软件COMSOL,建立了ZK61镁合金带内筋筒形件热强旋旋前管坯电磁感应加热模型,模拟分析了不同感应加热参数条件下管坯温度场的分布情况,并通过实验验证了模型的可靠性.研究结果表明:相比电流强度,...