塑料包覆铝型材拉弯回弹研究

回弹是由卸载过程中内力重新分布引起的,直接影响制件的成形精度。文章针对塑料包覆铝型材拉弯成形过程,对π形状型材等曲率拉弯进行了应力应变分析,用解析法得到了型材的宏观弹性模量,推导了半径回弹公式,并对该截面型材进行了平面等曲率拉弯成形实验,分别得到了解析计算和实际测量的回弹后半径,结果显示了解析半径回弹计算的正确,解析计算和试验值比较吻合。     

铝合金型材拉弯有限元模拟

型材拉弯成形过程模拟属于高度非线性准静态问题,选择动力显示模块进行数值模拟时,需要考虑模拟分析步时间的敏感性。针对通用的型材拉弯工艺,在模拟分析步时间的敏感性分析基础上,采用ABAQUS/Explicit模块,建立了型材拉弯成形的准静态分析有限元模型。并采用ABAQUS/Standard模块分析预测回弹、侧壁厚度和截面畸变。为验证模拟方法的有效性,采用A-7B数控拉弯成形机完成2024-O铝合金Z型截面型材拉弯试验,测量试验件的回弹量、厚度和截面畸变情况。试验与模拟结果对比表明:补拉伸量对回弹量、厚度和截面畸变的影响趋势一致,其中,回弹量和厚度的平均相对误差分别为13.74%,1.66%。建立的模型能有效地应用于铝合金型材拉弯成形模拟。     

变截面型材拉弯成形工艺仿真与优化

根据7075铝合金变截面缘条零件的特征建立有限元仿真模型,研究变曲率型材成形过程中的各项工艺参数对零件拉弯成形时所产生的起皱和回弹等表面质量问题的影响。在等截面与变截面的不同条件下的拉弯仿真工艺参数的选择,会直接影响成形结果。加大拉紧力,可以有效解决拉弯后零件的起皱现象;在相同拉紧力下,减小型材宽度,可以避免型材断裂的问题。增加包覆角度,可以降低拉弯后零件的回弹量,也可以使零件卸载后的相对于模具的位移缩短。工艺仿真与工艺参数的优化可以解决拉弯后零件的起皱和回弹现象,并通过工艺试验对仿真后的结果进行工艺验证。     

复杂截面铝合金型材拉弯成形有限元模拟

本文对矩形管截面铝合金型材拉弯成形工艺进行了研究 ,建立了位移控制拉弯工艺的有限元模型 ,采用ABAQUS软件对几种不同截面的铝合金型材拉弯成形过程进行了数值模拟 ,分析了不同补拉量对型材的截面畸变和回弹的影响以及不同截面形状抵抗拉弯成形时截面畸变的能力。其结果和方法对铝合金型材的拉弯成形工艺具有参考价值。     

铝型材三维拉弯成形回弹预测的理论解析与数值模拟

通过对柔性多点三维拉弯成形工艺原理进行抽象与合理简化,将矩形截面三维拉弯成形过程等效为菱形截面的二维弯曲过程,建立了菱形截面型材回弹理论分析模型;随后建立了矩形截面型材拉弯成形过程及回弹变形的数值模拟模型;基于开发的柔性多点成形装置,分别对比数值模拟和理论解析模型与实验回弹的结果,验证了理论模型的有效性。研究结果表明,理论模型与实验的误差值大于数值模拟与实验的误差值,最大误差值为1.3124 mm,发生在离型材中心最远距离处,且小于目标成形件的最小误差值2 mm。并且理论模型的计算较数值模拟模型更为简单、用时更短,为以后的三维拉弯回弹预测研究提供了理论参考。     

中空铝合金型材拉弯成形工艺研究

拉弯成形工艺具有成形精度高、回弹量小、生产效率高的优点,对轨道列车端顶弯梁进行拉弯数值模拟与成形实验。利用数学解析法计算得到了型材拉弯过程中夹钳的运动轨迹,并定义了型材拉弯过程中典型的成形缺陷。利用有限元模拟对比分析不同选材和工艺参数下成形后零件的应力分布、回弹、截面畸变和空间扭转。研究结果表明:选用ENAW-6005-T4材料可以避免型材拉弯过程中的断裂;采用预拉0.5%和补拉1.5%的加载组合时,型材的卸载回弹量最小;采用1.5 MPa的填充压强可以有效地抑制型材外壁的内凹;改善摩擦条件可以减小成形后的空间扭曲。采用优化后的工艺参数进行了实验验证,测量结果和数值分析规律相吻合。     

中导轨拉弯成形截面畸变控制及模具设计

拉弯成形面包车中导轨时，在型材截面开口处采用填充支撑材料及侧向压紧技术，可有效防止截面畸变。通过回弹分析，给出了此类制品成形模具半径可行的计算方法。     

π截面铝合金型材拉弯成形工艺数值模拟研究

针对A7075-T6型材结构件,利用ABAQUS软件建立π型截面型材拉弯成形有限元模型,对该铝合金型材结构件拉弯成形进行数值模拟,并分析预拉量、补拉量、弯曲半径及摩擦系数的变化对回弹的影响。结果表明:预拉量、补拉量、弯曲半径和摩系数都会影响回弹量,在相对应的变化范围内,回弹随着预拉量、补拉量的增大有明显减小的趋势,而回弹量与弯曲半径和摩擦系数均呈正相关。其中对回弹量的变化影响较为明显的为拉伸量;当预拉量为1%,补拉量为2%,摩擦系数为0. 08,弯曲半径为200 mm时,回弹最小。     

基于响应面和神经网络模型的7003-T4铝合金防撞横梁拉弯成形多目标优化

以截面形状为目字形的7003-T4铝合金型材为研究对象,以防撞横梁质量最轻和型材拉弯成形之后的截面畸变量最小为目标,以回弹量和最大减薄率为成形质量约束,以横梁摆锤碰撞时摆锤侵入位移为刚度约束,基于有限元仿真技术和NSGA-Ⅱ多目标优化算法,对型材筋的分布、厚度分布以及拉弯成形时的预拉力大小和摩擦系数进行优化设计。研究表明:在没有补拉阶段的型材拉弯成形过程中,影响型材成形后回弹量和截面畸变量的敏感因素顺序为:预拉力大小、摩擦系数;所建立的防撞横梁质量以及摆锤碰撞刚度的多项式响应面模型和回弹量、截面畸变量以及最大减薄率的神经网络模型均具有较高的精度;通过NSGA-Ⅱ多目标优化算法获得型材结构-工艺参数的Pareto最优解。     

铝型材推弯工艺

通过铝型材圆环的推弯实验,研究了推弯工艺原理、变形过程,结合有限元模拟得到了和实验结果相吻合的型材厚度分布、成形零件卸载回弹后的曲率半径及型材截面畸变.结果表明:推弯零件曲率及截面畸变一致性高,成形模具结构简单且便于调整,数值模拟可以用于推弯工艺的优化分析.     

不同材料型材拉弯成形性的比较

介绍了型材拉弯成形性的比较方法,通过数值模拟,建立不同型材的拉弯成形性图,用于评估截面畸变等缺陷产生的难易;以某轿车门框复杂截面型材为例,进行了AA6060—T4和TRIP800两种型材拉弯成形性的对比,表明铝合金型材比钢型材具有更好的拉弯成形性,可得到较高的成形精度,有利于轿车车身轻量化设计。     

An automatic spring-back compensation method in die design based on a genetic algorithm

In the present work, a die shape design method to compensate spring-back in the sheet metal forming process is developed based on a finite element analysis and a genetic algorithm. The proposed method is robust and automated enough for industrial applications. Using a simple stretch bending process as an example, it was demonstrated that the new method optimizes the die profile effectively. The good performance of the die profile optimized utilizing the new method was also verified experimentally, confirming that the new method is likely to be more cost-effective than common design practices in practical applications.     

有色金属板材若干温热加工成形技术的发展

介绍了有色金属材料加工先进新技术国内外发展和应用概况,包括近年来关于镁合金、钛合金、铝合金等典型有色金属材料领域出现的先进塑性成形技术,尤其温热加工成形技术。在镁合金板材冲压成形领域,介绍了镁合金板材温热冲压成形、差温冲压成形、温热液压成形和热冲锻成形以及镁合金型材温热拉弯成形等新工艺技术,为镁合金板材在汽车、电子、机车车辆等领域的应用奠定了技术基础。钛合金板材零件的热应力成形、热胀形成形、激光弯曲成形、高温蠕变成形技术都得到了发展和应用。随着铝合金的进一步应用和发展,一些低塑性难成形高强铝合金的用量在增加,应用领域在扩展。因此铝合金的温热液压成形、冲锻成形都有所发展。     

铝型材拉弯回弹数值模拟研究

简要介绍了型材拉弯成形工艺方法,同时还介绍了拉弯成形基本原理,分析了拉弯工艺加载方式,建立了型材拉弯成形有限元模型,模拟了铝型材拉弯成形过程及回弹。模拟结果表明,不同的加载方式和工艺参数对型材拉弯成形质量有一定的影响。     

基于PS2F的铝型材拉弯回弹研究

采用型材2D拉弯仿真软件PS2F对矩形截面铝型材张臂式拉弯进行了分析,探讨了弯曲半径、弯曲角度及铝合金材料性能对型材单曲率拉弯回弹的影响。研究结果表明,在缺省的拉伸力控制参数设置及夹钳加载轨迹由软件自动优化的情况下,对于给定的弯曲半径,型材零件端部的回弹量随弯曲角度的增加呈指数上升趋势;对于一定的弯曲角度,零件端部回弹量随弯曲半径的增加而线性增加;在相同弯曲半径和弯曲角度的情况下,材料性能对拉弯回弹量有重要的影响。     

基于数字化的蒙皮拉形加载轨迹优化与应用

针对飞机平尾前缘蒙皮零件,提出了利用数字化的方法进行拉形加载轨迹的优化思路。首先,计算出零件成形所需的拉伸率和包覆角,应用飞机蒙皮拉形工艺设计与制造系统对加载轨迹进行仿真,优化得到了成形精度高的钳口运动轨迹;其次,将运动轨迹转化为边界条件,利用Pam-stamp有限元模拟分析了拉形后的减薄和贴模情况,以说明优化后的加载轨迹的合理性;最终,获得了分两次拉形的加载轨迹,并自动生成设备钳口的拉伸运动轨迹。利用厚度为3.5 mm的2A12铝合金O状态板料进行了拉形试验,发现成形零件的厚度均匀(3.18~3.29 mm)、贴模良好,成功地避免了成形缺陷的产生,验证了数字化加载轨迹优化思路的可行性,为智能化精确制造技术的开发奠定了基础。     

Prediction of spring-back and side-wall curl in 2-D draw bending

Accurate prediction of spring-back is essential for the design of tools used in automotive sheet-stamping operations. The 2-D draw bending operation presents a complex form of spring-back occurring in sheet-metal forming since the sheet undergoes stretching, bending and unbending deformations. These three sets of deformation can create complex stress-strain states in the sheet which result in the formation of side-wall curls after the sheet is allowed to unload. Accurate prediction of the side-wall curl requires using finite-element shell models which can account for curvature and stress variation through the thickness caused by bending and unbending of sheet. Since such models are generally computationally intense, an alternative and efficient method of predicting side-wall curls is desirable. This paper describes a novel and robust method for predicting spring-back and side-wall curls in 2-D draw bending operations, using moment-curvature relationships derived for sheets undergoing plane-strain stretching, bending and unbending deformations. This model makes use of the membrane finite-element solution to calculate spring-back. The accuracy of the model is verified by comparison with finite element (ABAQUS) and experimental results.     

2124铝合金时效成形回弹预测

为预测2124铝合金时效成形的回弹量,对时效成形过程进行了理论分析,提出了通过应力松弛量计算时效成形回弹的方法。进行了单向应力松弛试验,得到2124铝合金应力松弛行为的数学表达式,推导出回弹后零件半径的计算公式,并通过实验证明其有效。运用得到的公式研究了弯曲半径、零件厚度和时效时间对回弹量的影响,得到了相应的变化规律和回弹量的下限值,并且给出时效成形回弹成因的解释,并提出材料的应力松弛极限是时效成形回弹的成因之一。     

铝板/塑料混合成型中铝板大塑性变形区的有限元分析

采用弹塑性大变形更新的Lagrange有限元方法研究了铝板 /塑料混合成型过程中铝板的成形过程和变形特点。结果表明 ,当塑料熔体压力从 30MPa增大到 5 0MPa时 ,铝板凸缘区已基本不再参与变形 ,铝板上两个板厚减薄较严重的大塑性变形区在此阶段形成。模底接触区与自由变形区交界处的大塑性变形区依次处于板料曲面内双向伸长变形和平面应变状态 ;模腔入口圆角区与自由变形区交界处的大塑性变形区由两部分构成 ,其中与模壁接触部分依次处于板料曲面内双向伸长变形、拉伸变形和平面应变状态 ,另一部分依次处于板料曲面内双向伸长变形和平面应变状态。