矩形盒变压料方式拉深中应变路径的有限元分析

利用有限元方法模拟五种不同压料方式及压料力控制的矩形盒拉深过程.其中,曲边锥面压料拉深有利于法兰曲边材料向直边扩散,沿拉-压路径变形的质点变形量有所增大.平、曲面分块变压料力拉深降低法兰曲边变形抵抗,但质点应变轨迹控制效果不明显,可相应提高拉深成形性.直边设置拉延槛的矩形盒拉深可将质点变形轨迹基本控制在拉压变形区,缓解凸模转角断裂危险区内双拉变形状态,提高拉深成形极限的效果相对显著.     

法兰为整体拉深的矩形盒成形应力分析

为了有效预测矩形盒拉深中的成形力和压料力，在拉深试验和有限元数值模拟的基础上，将法兰直边、曲边作为变形整体进行了应力应变分析。给出极限拉深时板坯下料以及拉深力和压料力的近似计算公式，为进一步开展试验、数值模拟和理论解析提供相应的参考资料。     

非回转对称拉深中法兰材料变形规律的研究

非回转对称拉深成形过程中 ,压料面上法兰材料是变形的主体 ,直接影响到拉深成形性。在大量试验及测量计算的基础上 ,分析了矩形盒件拉深过程中压料面上法兰各部分材料的变形规律 ;指出法兰曲边材料向直边流入所带来的变形缓和效应与应力分布及其应变成分比的共同作用 ,是使矩形盒局部拉深比显著增大的重要原因。     

非回转对称拉深中法兰材料变形规律的研究

非回转对称拉深成形过程中，压料面上法兰材料是变形的主体，直接影响到拉深成形性。在大量试验及测量计算的基础上，分析了矩形盒件拉深过程中压料面上法兰各部分材料的变形规律；指出法兰曲边材料向直边流入所带来的变形缓和效应与应力分布及其应变成分比的共同作用，是使矩形盒局部拉深比显著增大的重要原因。     

矩形盒曲面压料的变压边力拉深数值模拟分析

运用数值模拟的方法研究了矩形盒曲面压料拉深时,采用随时间及位置变化的压边力对成形性能的影响。分析结果表明曲面整体压料时,渐增式压边力加载相应地可以提高矩形盒成形性,渐减式压边力加载不利于提高成形性。在压边圈直、曲边分块压料,并分别采用不同压边力模式进行组合加载的模拟实验中,直、曲边均采用渐增式压边力加载,在很大程度上提高了矩形盒拉深成形性。     

矩形盒在曲面压料面下拉深成形规律的有限元仿真

用有限元数值模拟的方法,模拟法兰曲边区域采用锥面压料面时,矩形盒的拉深成形过程,并且与平面压料时法兰在等效应变、主应变分布、拉深深度等方面进行了对比分析。结果证明,采用曲边锥面压料面时,矩形盒件的拉深成形性能得以改善,成形极限得到提高。最后对比分析了两种压料面形式下板坯所受的流动摩擦阻力,同样表明曲边采用锥面压料面时板坯更难拉裂。     

矩形盒分块变压料力拉深的有限元分析

作为薄板非回转对称拉深成形系统研究的一部分,针对矩形盒拉深中压料力对成形性和成形极限的影响进行相应的实验和有限元模拟分析。研究表明,矩形盒分块变压料力拉深有助于提高拉深成形性和成形极限。但如何对压料板正确分块、分块衔接方式以及实现变压料力实时控制还需要做大量深入的基础研究工作。     

非回转对称拉深成形中压料面上摩擦的研究

在大量拉深试验的基础上,结合法兰、矩形盒底部产生的应力应变状态以及载荷的变化情况,分析了相对凸模半径较大的薄板非回转对称成形过程中,压料力对拉深载荷以致断裂载荷所产生的复杂影响。指出法兰曲边部的滑动摩擦因数对于成形过程中的压料力相当敏感,并且对法兰部和断裂危险部材料的应力应变状态产生直接影响。特别是在面压较高的成形后期,由于法兰部润滑效果恶化,导致拉深载荷增大、成形极限降低。     

非回转对称拉深变形规律的研究 ——薄板矩形盒形件拉深的形状特性

为了研究非回转对称成形中材料的变形规律及其成形性 ,根据薄板的矩形盒件 (3 6mm× 72mm)拉深实验 ,针对法兰特定部位进行了应力、应变解析。在此基础上 ,着重分析了法兰变形及直边部的变形缓和作用随形状特性的变化 ,指出rc/l2 为 0 1左右时 ,与正方形盒件相同可以获得较大的极限拉深高度。另外 ,根据rc/l2 适当地切除板坯的角部材料或调整板坯长短边变形尺寸 ,可以有效地减轻法兰曲边或短边的变形抵抗 ,从而相应地提高拉深极限。     

斜壁矩形盒件多点拉深成形的数值模拟

通过对斜壁矩形盒件多点拉深成形的有限元数值模拟,分析了成形过程中起皱与拉裂缺陷的产生,研究了四种不同压边力加载曲线即恒压边力、↘形压边力曲线、V形压边力曲线、■形压边力曲线对成形结果的影响。结果表明:斜壁矩形盒件在整个多点拉深成形过程中,在宽度方向的侧壁底部极易发生破裂缺陷,在法兰直边对称轴处起皱最严重;不同的压边力曲线对斜壁矩形盒件多点拉深最终成形结果的影响很大,其中■形状的压边力加载曲线最有利于斜壁矩形盒件的多点拉深成形。     

方盒形体拉深成形中起皱与破裂问题的机理研究

针对方盒形体在拉深成形过程中易出现起皱、破裂等缺陷的问题,对其产生机理进行了分析研究。利用Dynaform对方盒件拉深过程进行了数值模拟研究,验证了理论分析的正确性,最后提出了起皱与破裂的预防措施。     

An analytical model for the collapsing deformation of thin-walled rectangular tube in rotary draw bending

The collapsing deformation of an outer flange is the key factor affecting the forming quality of a thin-walled rectangular tube during the rotary draw bending process. Therefore, the collapsing deformation is a problem that needs an urgent solution. Firstly, based on the simplified model for loads and deformation of the outer flange, the force acted by the core die and the bending moment acted by the clamp die are obtained analytically. Then, the analytical formula of collapsing deformation is deduced based on the theory of plate and shell, and finally, the analytical model is validated by comparison with simulated and experimental results. The study is of great significance to elevate the forming quality of a thin-walled rectangular tube during the rotary draw bending process.     

芯棒伸出量对薄壁矩形管弯曲失稳起皱影响的数值模拟

基于动态显式有限元平台ABAQUS/Explicit,建立了3A21铝合金薄壁矩形管绕弯成形过程的三维有限元模型,模拟分析了芯棒伸出量对薄壁矩形管绕弯成形过程中失稳起皱的影响规律。结果表明:随着芯棒伸出量的增大,起皱波纹高度逐渐减小,切向压应力极大值波动的峰值减小,等效应力逐渐减小,并且变化趋于平缓;当芯棒伸出量达到一定值后,随着芯棒伸出量的增大,起皱波纹高度极大值变化不明显。该研究对薄壁矩形管绕弯成形工艺参数的确定具有重要的参考价值。     

静子带矩形边界结构迷宫密封泄漏性能的数值研究*

在直通型迷宫密封的基础上对静子边界进行改进,设计矩形凹槽、前置矩形凸起、后置矩形凸起3种矩形结构迷宫密封结构,采用CFD三维分析的方法,研究各迷宫密封在不同压比、转速下的泄漏特性,并分析流场内部轴向压降、速度场、湍动能耗散率及流线等情况,探讨密封的流动机制。研究结果表明:压比对迷宫密封封严性能的影响很大,随着压比的增加,迷宫密封的泄漏量逐渐增大,而转速对迷宫密封封严性能的影响很小;矩形凸起结构具有更低的泄漏量,且其泄漏量随压比的变化更不敏感,能在更宽域的压比范围内稳定的工作,其中前置矩形凸起型结构具有最优的密封效果。在静子上设置矩形结构能破坏气体流动的边界,强化湍流效果,增加湍动能耗散,从而有效降低泄漏量。     

薄板矩形盒拉深试验及应力分析

利用法兰曲边当量半径的简化方法对矩形盒拉深中的直边和曲边侧壁部拉入方向的应力分布进行了分析和计算，其结果与试验和有限元计算结果基本吻合。指出矩形盒短边侧壁拉深方向的应力值较大，沿凹模入口线上，角部拉入应力最大，直边部径向应力在零上下波动，凹模入口线附近局部区域存在法向压缩变形倾向。     

基于数值计算的近净成形直齿锥齿轮齿形精度控制方法

针对塑性成形的直齿锥齿轮齿形精度不高、修形考虑不足的问题,提出了一种基于数值计算的近净成形齿形精度控制方法,并详细描述了其工艺流程。以轿车差速器行星锥齿轮为对象进行应用研究,进行了直齿锥齿轮的数字化建模、接触分析、塑性成形工艺有限元仿真和回弹计算。结果显示,在齿高方向上,回弹最小在鼓形处,往齿顶和齿根方向回弹量逐渐增大,接近齿顶处达到最大回弹0.14mm。对模具型腔进行了二次修正的精度控制,使齿形偏离理论修形齿面的值降到-0.025mm以下。研究结果表明,采用该方法能够获得具有较高齿形精度的直齿锥齿轮产品。     

非规则曲面件的多夹钳式柔性拉伸成形研究

应用多夹钳式拉形机具有高柔性化的特点,根据目标件确定毛坯形状,夹钳依据毛坯形状对其进行夹持,尝试柔性拉形中的非矩形毛坯夹持。针对某一非规则曲面件,分别建立矩形毛坯和梯形毛坯的拉形有限元模型,并进行拉形数值模拟,对比分析两种形状毛坯对成形结果的影响。模拟结果表明,梯形毛坯拉形件比矩形毛坯拉形件的应力、应变数值减小且分布均匀;减薄率更小。梯形毛坯更能够节省材料,提高材料利用率。在多夹钳式拉形机上对矩形毛坯和梯形毛坯进行拉形试验,验证模拟结果的正确性。通过数值模拟和拉形试验充分证明了多夹钳式拉形机能够对非矩形毛坯件夹持的可行性,拉形效果更好,可以为其他非规则曲面件拉形提供参考和借鉴,使拉形工艺在工业应用的领域得到进一步拓展,为新型拉形机的设计与开发奠定了基础。     

冲压件拉延方向的自动计算方法

通过分析基于网格冲压件冲压方向选择的影响因素,给出了在三维CAD环境下自动计算冲压件冲压方向的方法,此类方法可以有效地减少拉延方向调整时的盲目性.研究结果能用于拉延件以及后续工艺件(再次成形、整形、翻边等)的冲压方向分析.实例表明,此类方法能够快速、合理地辅助确定冲压方向.