激光拼焊板拉延成形焊缝移动优化控制

针对不同材料种类、厚度、强度、镀层焊接的拼焊板存在的成形问题,采用有限元仿真技术准确预测了拼焊板拉延成形工序的金属流动,在此基础上开展了拉深筋优化工艺研究.研究结果表明:由于纵梁前端和后端变形不均匀,拼焊板焊缝在拉延过程中随着拉深筋设置的不同产生不同的流向;当纵梁后端两侧拉延筋阻力系数分别设置为0.35和0.15时,零件内部焊缝移动量最小,更有利于拼焊板的成形质量控制.     

焊缝对拼焊板成形性能的影响

采用激光焊接技术对冷轧薄钢板进行拼焊,通过对拼焊板进行拉伸试验和模拟成形性能试验,研究分析了焊缝对拉伸性能参数和成形性能参数的影响,比较了拼焊板与母材性能的差异,分析了强度比和厚度比对塑性变形的影响及应变分布。     

拼焊板车门内板冲压成形工艺研究

采用数值模拟软件Dynaform5.5对某拼焊板车门内板的拉深成形工艺进行研究,探讨不同压边力和拉延筋对该复杂曲面零件成形性能以及焊缝移动的影响规律。通过调整压边力和拉延筋等工艺参数得到了成形性能较好且焊缝移动趋势较小的车门内板零件。     

拼焊板焊接工艺及其对拼焊板塑性变形影响的试验研究

通过拼焊板试件拉伸试验对拼焊板的塑性变形性能进行了分析研究 ,讨论了拼焊板的几种实用焊接技术 ,给出了拼焊板的机械性能参数 ,比较了焊缝处于拉伸试样不同位置时拼焊板与母材的拉伸试验结果 .分析了焊缝分布对拼焊板塑性变形性能的影响 ,以及如何优化焊缝位置以提高拼焊板的整体塑性变形能力 .     

轻量化拼焊板构件塑性成形研究进展

拼焊板构件因容易实现轻量化、低成本、短周期成形制造而被广泛应用于飞机、汽车工业中,但在这类构件的塑性成形中,焊缝引入的材料、几何、边界条件非线性显著增加了成形复杂性,导致成形质量及成形极限下降,尤其是在具有强烈不均匀变形特征的弯曲、旋压等局部加载塑性成形中表现得更加明显,极大制约了轻量化拼焊板构件的精确塑性成形。为此,国内外学者在拼焊板构件弯曲及旋压变形机理与成形规律方面开展了大量研究。从焊接材料不均匀力学行为表征、拼焊板构件弯曲及旋压成形有限元建模、焊缝特征对变形行为影响及工艺设计等方面综述了相关研究进展,最后提出了拼焊板构件塑性成形仍面临的关键难题与挑战,对认识和发展轻量化拼焊板构件塑性成形具有重要指导意义和参考价值。     

变压边力控制对拼焊板成形性能的影响研究

分析了控制焊缝移动的拼焊板薄厚两侧所需的压边力关系式,并据此提出了变压边力控制方案。通过数值模拟对比分析了不同方案的冲压结果,验证了:减少厚侧压边力可有效的降低焊缝向薄侧的移动量,从而降低薄侧材料应力集中,改善应力状态,大大提高了拼焊板的成形性能。     

激光拼焊板前纵梁拉延成形数值模拟研究

在分析激光拼焊板汽车前纵梁成形工艺的基础上,基于DYNAFORM软件平台对前纵梁零件的拉延成形过程及不同工艺参数对成形结果的影响进行了数值模拟研究。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。     

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。     

不等厚拼焊板的塑性拉伸变形性能试验分析

通过拉伸试验对拼焊板的塑性变形能力进行了测试和分析研究,针对焊缝处于拉伸试件的不同方向、不同位置进行了拉伸试验,给出了拼焊板的主要机械性能参数.讨论了焊缝方向、焊缝位置和薄厚比例对拼焊板塑性拉伸变形性能的影响,提出了冲压件中优化焊缝方向和位置的建议以获得较高的拼焊板整体塑性变形能力.     

高强度钢-普通钢拼焊板热冲压成形机理研究

目的 研究高强度钢-普通钢拼焊板热冲压成形机理.方法 对高强度22MnB5钢-Q235钢拼焊板高温力学性能及U形热弯曲件的微观组织和力学性能进行实验研究,对高温下拼焊板协调变形进行数值分析,研究拼焊板高温力学性能和热弯曲件微观组织、力学性能的影响机制及拼焊板热变形协调机制.结果 焊缝与拉伸方向平行时,800℃下拼焊板伸...     

大型飞机机身双曲度蒙皮纵向拉伸成形加载优化设计与试验研究

目的针对C919大型客机机身双曲度蒙皮进行纵向拉形的加载轨迹优化与试验研究。方法应用蒙皮拉形工艺设计制造软件,采用优化设计的方法,对机身典型蒙皮零件进行纵向拉形加载轨迹设计;进行拉形过程的有限元仿真,判断设计的加载轨迹是否满足成形要求,将优化后的加载轨迹应用于实际零件成形;进行实际零件拉形试验,对毛料伸长与局部应变进行测量,与有限元仿真进行对比,验证有限元仿真的准确性。结果实际零件的毛料伸长与轨迹设计和有限元模拟的伸长量十分接近;将优化设计后的加载轨迹应用于实际零件的成形,获得了满足零件交付要求的蒙皮零件。结论通过加载优化设计与试验,验证了有限元模拟有较好的精度;通过加载轨迹优化与有限元模拟结合的拉形工艺设计方法,可以用于零件的实际生产。     

基于响应面法的大型锥筒件内凸缘缩口成形工艺参数优化

目的 探究大型锥筒件内凸缘缩口成形的最佳工艺参数。方法 首先,根据内凸缘缩口成形的工艺原理,使用三维软件构建内凸缘缩口成形的仿真模型,并用Deform进行仿真成形。在此基础上,以缩口件高度和成形载荷作为内凸缘成形质量的判断依据,基于响应面法得到关于缩口件高度和成形载荷的回归预测模型。分析不同的摩擦因数、挤压速度和凹模锥度对内凸缘成形质量的影响,优化得到最佳的成形工艺参数,最后进行物理试验验证。结果 通过响应面法拟合得到了缩口件高度和成形载荷关于3因素的多元非线性模型,模型通过F检验得出的显著性概率P值均小于0.000 1,失拟项值均大于0.05,且模型预测值与试验模拟值的关系接近直线,充分说明了该数学模型的合理性。当摩擦因数为0.3、挤压速度为3 mm/s、凹模锥度为9°时,毛坯的成形载荷最小,为90 k N,缩口件高度最低,为1 350 mm,与模型预测相比,误差均小于10%。结论 优化后的工艺参数使内凸缘成形质量高、表面光滑无缺陷、成形载荷小,为大型锥筒的内凸缘成形工艺提供了参考。     

隔热板冲压成形工艺参数优化

目的确定隔热板合理可行的成形方案。方法简要分析了零件的成形特点,并利用有限元软件对零件的拉延成形进行了数值模拟。设计正交实验时,以压边力、1号和3号拉延筋的完全锁模力、2号和4号拉延筋的完全锁模力及摩擦因数4个参数为自变量,以最大厚度减薄率、破裂情况以及未充分变形区大小为优化目标。结果 2号和4号拉延筋是该隔热板成形的主要影响因素,锁模力都为60 N/mm时,隔热板拉延成形效果较好。结论通过分析各因素对优化目标的影响,得出了优化的工艺参数值,为零件的实际生产提供指导。     

某大曲率薄壁件成形参数优化

目的 根据某大曲率薄壁件形状需求,以最大减薄率为优化目标,采用数值模拟与响应面相结合的方法对其成形的工艺参数进行优化,以得到合格的零件产品。方法 首先,研究压边力、拉延筋阻力、摩擦因数、冲压速度等单因素参数对最大减薄率的影响规律。根据规律变化确定正交试验的参数范围,并对正交试验结果进行极差分析,确定本次板料冲压成形有限元分析的工艺参数对最大减薄率影响大小的排序为：摩擦因数>压边力>拉延筋阻力百分比>冲压速度;根据极差分析结果,选定对最大减薄率影响较小的冲压速度为3 000 mm/s、其他3个工艺参数为变量进行再次优化,以摩擦因数、压边力、拉延筋阻力为优化对象建立响应面。结果 通过响应面预测结果可知,摩擦因数为0.09、压边力为409.730 kN、拉延筋阻力为32.384%时,最大减薄率得到最小值7.926%。将该组工艺参数进行模拟,得到最大减薄率为9.40%,与响应面预测值仅相差1.474%,相对误差率为15.68%。结论 经过试验验证,试验和优化的数值分析结果吻合较好,最大减薄率仅相差0.60%,证明了该方法的可行性。     

基于自由弯曲技术的6061铝合金管的弯曲成形性能研究

目的 对6061铝合金管开展三维自由弯曲成形的研究。方法 对不同弯曲半径的铝合金管进行了弯曲模拟成形,并根据模拟结果对铝合金管进行实际成形研究。结果 根据对6061铝合金管进行的弯曲半径为60, 70, 80 mm的有限元模拟成形结果,发现管材壁厚中性层向弯曲外侧发生明显偏移,且弯曲半径越小,向弯曲外侧的偏移量越大;管材内侧管壁增厚,最大增厚为17.2%,管材外侧壁厚减薄,最大减薄不超过4%,发现随着弯曲半径的减小,管材内侧增厚愈发明显,而减薄变化较小,同时对管材截面畸变进行分析,发现最大椭圆度不超过8%;通过对比模拟结果、实验结果与设计模型,发现管材模拟的弯曲半径最大偏差不超过8%,实验结果则不超过6.5%,而管材模拟的弯曲角度最大偏差不超过4.5%,实验结果则不超过3%,同时发现当弯曲较小时,内侧发生明显起皱,而弯曲外侧也有轻微壁厚减薄导致的畸变缺陷,这与模拟结果吻合。结论 管材壁厚中性层向弯曲外侧偏移与自由弯曲系统轴向推力PL有关,轴向推力使得管材的受压区域增加,而受拉区域减小,导致壁厚中性层外移;实验结果与模拟结果相吻合,验证了模拟对实验成形指导的可靠性。     

Experimental Study on Springback of Sheet Metal Single Point Incremental Forming

Sheet metal single point incremental forming(SPIF)is a new technology for flexible process.The springback phenomenon in single point incremental forming has been discussed.Effects of forming angle and shape of the part are analysed using simple experimental method.Tool diameter,sheet thickness,step size,material parameters and the interaction of them are also analysed by using orthogonal test.The results show that the primary factor affecting springback is forming angle.In addition,springback is decreased when the specimen has a larger forming angle.The order of the four factors that influence springback is tool diameter,sheet thickness,step size and material parameters.The forming precision will increase if springabck is decreased by optimizing the forming parameters.     

前围外板的冲压工艺设计及成形分析

目的解决汽车覆盖件因为冲压变形复杂,成形工艺参数难以确定的问题。方法分析了汽车前围外板的成形工艺,研究了复杂型面拉深模具的型面设计,以有限元分析软件AUTOFORM为平台,对其冲压成形过程进行了数值模拟。根据模拟结果(成形极限图、材料流动分布及材料变薄率)对拉延型面及工艺参数进行了优化。结果所得零件材料最大减薄率为17.3%,在SPCE(t=0.8 mm)材质减薄率安全范围内(18.7%),消除了成形过程中的暗伤开裂风险,成形结果得到了大大改善。结论 CAE仿真能够预测零件成形过程中存在的缺陷,优化工艺参数,指导模具设计工作。将优化结果用于指导实际生产,得到了符合质量要求的拉延零件。     

基于灰色关联分析的轧制差厚板盒形件充液拉深成形工艺参数多目标优化

目的 将充液拉深工艺引入轧制差厚板零件的成形,为了进一步掌握差厚板的充液拉深成形性能,对差厚板盒形件充液拉深成形过程进行研究。方法 通过理论推导获取临界液池压力公式,在此基础上运用数值模拟方法分析液池压力比对差厚板厚度减薄率和厚度过渡区移动量的影响,采用正交试验和灰色关联分析获取成形参数对差厚板盒形件成形性能的影响规律和最优参数组合,实现对差厚板盒形件充液拉深成形工艺参数的多目标优化。结果 随着薄-厚侧液池压力比的增大,差厚板最大厚度减薄率先减小后增大,过渡区移动量先增大后趋于平稳,薄-厚侧液池压力比为2较为合理。厚侧压边力、摩擦因数、薄-厚侧液池压力之比、薄-厚侧压边力之比、厚侧液池压力对差厚板盒形件充液拉深性能的影响程度依次减小。结论 采用灰色关联分析得到的最优工艺参数组合来完成差厚板盒形件的充液拉深成形,能够有效地抑制差厚板零件厚度的过分减薄及厚度过渡区的过度移动,进而提高差厚板的成形性能。     

某牌号低活化马氏体钢 U 形件成形工艺研究

目的为商用聚变堆包层第一壁生产提供新的加工思路和参考方法。方法在不同工艺参数条件下进行了某牌号低活化马氏体钢U形件的成形实验;分析了挤压温度、挤压速度和圆角半径对某牌号低活化马氏体钢U形件成形效果的影响。结果试件的尺寸精度达到要求,U型流道直壁厚度尺寸误差不大于7.6%,直壁高度误差不大于8.0%,截面面积误差小于4.5%,保证了流道的等截面性。结论该工艺提高了试件的成形尺寸精度和材料的利用率,具有较大的理论和实践意义。