汽车底盘纵梁多工步成形数值模拟及试验

采用有限元分析软件,对汽车底盘纵梁的弯曲成形、预成形及内高压成形工艺过程进行了数值模拟。研究内容为,在弯曲成形工步中,管坯各个弯曲位置在相同弯曲半径、不同弯曲角度下的壁厚分布;在预成形工步中,管坯压扁过程中弯曲位置的减薄问题;在内高压成形工步中,优化后的压力加载路径对最终成形零件壁厚的影响。基于有限元模拟结果,分别进行了弯曲成形、预成形和内高压成形试验。结果表明,弯曲成形、预成形和内高压成形弯曲叠加处最易破裂;通过改变模具圆角半径可避免破裂缺陷。实际成形试验结果与数值模拟结果基本一致。     

汽车前梁多道次内高压成形

基于动力显示有限元软件eta/DYNAFORM,以汽车前梁为例,开展了回转拉伸弯曲和模具压弯多道次内高压成形工艺过程数值模拟。结合各种成形工艺下汽车前梁内高压成形极限图,分析其成形质量。在此基础上进行管坯回转拉伸预弯曲和内高压成形试验,给出了典型截面的壁厚分布,并与模拟结果进行了比较。研究结果表明,模拟结果与实验结果相一致。预弯曲成形后,管坯壁厚分布对内高压成形结果中壁厚分布具有一定的影响。多道次内高压成形模拟能够提高内高压成形模拟精度。管坯模具压弯的壁厚分布较回转拉伸弯曲的壁厚分布好,利于汽车前梁内高压成形性能提高。     

汽车前梁内高压成形工艺分析

传统汽车前梁的制造一般是板料冲压成形,它的缺点是成形工序多,模具结构复杂。内高压成形汽车前梁具有工艺简单,生产费用低,成形零件强度与刚度高的优点。采用有限元分析方法对汽车前梁内高压成形过程进行了模拟分析,研究了预弯曲形状和内高压压力对零件成形质量的影响。结果表明:坯料形状对零件胀形质量有重要影响,完全预弯成形后零件胀形质量较好;内高压压力过大会使零件破裂,过小会造成胀形不足;当内高压压力为70 MPa时,可成形出质量较好的零件。     

基于DYNAFORM的内高压成形中预成形工艺改进

对复杂形状空心构件内高压成形工艺进行了数字模拟研究。采用有限元模拟,对矩形截面空心零件弯曲部位在内高压成形过程中产生起皱、破裂等缺陷进行了分析;针对矩形截面空心件弯曲部位,提出采用椭圆截面充液预成形的方法,控制起皱、破裂缺陷的产生,成形质量较理想。并通过试验进行了验证,采用较低压力可以改善内高压成形过程中材料的分布、提高材料的成形极限、控制缺陷产生并提高产品质量。     

汽车排气管件内高压成形数值模拟及试验

利用有限元分析软件,对汽车排气管件的压弯和内高压成形过程进行了数值模拟,研究了压弯成形过程中管坯在不同弯曲变形量下的壁厚分布和内高压成形过程中压力加载路径对成形零件壁厚的影响。基于有限元模拟结果,进行了压弯成形和内高压成形实验。结果表明,压弯成形和内高压成形弯曲叠加处最易破裂;通过优化加载路径可避免缺陷,获得壁厚均匀性较好的成形零件;成形实验结果与数值模拟结果一致。     

镁合金典型构件等温成形数值模拟及优化

运用DEFORM-3D软件对镁合金箱盖的等温成形过程进行了有限元数值模拟分析。根据箱盖结构特点,初步设计3种形状的预制坯,依据数值模拟结果,优化得到最终预制坯,并分析了等温成形过程中箱盖的等效应力、等效应变、速度、栽荷行程曲线等。研究结果,Ⅲ型预制坯金属在各个部位的流动相对较均匀,流动自然平滑,无拉伤、折叠等缺陷发生。综合分析,得出Ⅲ号预制坯的成形效果最好。     

内接头锻件成形工艺分析与模具设计

提出了采用预成形和正反挤成形生产内接头新工艺，通过有限元模拟和分析确定了合理的预制坯形状和尺寸，设计了内接头预成形和正反挤成形模具。     

某复杂盒体零件成形工艺

研究了某复杂盒体,零件属于形状复杂、体积分配不均匀且截面不对称的构件。该盒体在直接采用板料进行挤压过程中,材料出现非等速流动而形成缺陷,影响零件的性能;获得的挤压件开口端不平整,材料利用率低。对该铝合金复杂盒体零件进行计算机有限元模拟,详细分析该盒体在挤压过程中出现的缺陷与不足,并提出合适的解决方案,即增加预成形工艺、改进预成形坯的形状。根据计算机有限元模拟的结果,制定合理的成形工艺路线,即下料-预成形-终成形,确定预成形坯的形状。通过实验验证,获得合格的挤压件。针对此类零件可以通过增加成形次数、优化预成形坯形状等方法来克服成形过程中产生的缺陷,提高材料利用率。     

高强铝合金复杂锻件等温可分凹模精密模锻成形工艺研究

以某高强铝合金复杂锻件为研究对象,通过锻件工艺性分析,选用了等温可分凹模模锻精密成形工艺作为其制备工艺,采用热力耦合有限元分析方法对新成形工艺的终成形、预成形、拍扁等3个工序进行了模拟分析。终成形模拟结果表明:具有基本几何特征的预制坯成形后在多个位置形成折叠。通过平面应变有限元模拟获得了这些折叠产生的机理,给出了可分凹模模锻工艺中复杂锻件预制坯设计的基本原则,并优化了预制坯几何外形。工艺试验结果表明,采用修改后的预制坯和新成形工艺制备的锻件无缺陷,其尺寸精度、表面粗糙度等质量指标优于传统开式模锻件。     

轿车副车架内高压成形

用内高压成形技术在国内首次成功地试制出全尺寸轿车副车架样件,经检测尺寸满足设计要求。通过合理的弯曲工艺,避免了角部过度减薄引起内高压成形过程中开裂。采用典型截面二维数值模拟和整体零件三维数值模拟相结合的方法,给出了合理的预成形坯形状,控制壁厚分布和避免终成形合模时在分模面上管材被压出。通过该零件研制,基本掌握用内高压成形制造副车架的关键技术。