基于Dynaform的L形件弯曲工艺参数优化分析

回弹与起皱是弯曲件成形过程中最大的质量问题.以典型的L形件弯曲成形工艺参数为研究对象,设计正交试验,并利用Dynaform有限元分析软件对弯曲件成形过程进行数值模拟,分析压边力变化时长占比、最小压边力、最大压边力以及凹模圆角半径对弯曲件成形质量的影响规律.以成形裕度为约束条件,回弹角、起皱波纹度为参考指标,基于数值模拟与极差计算结果,得到弯曲成形最优工艺参数.模拟验证结果为回弹角控制在0.3°以内,波纹度控制在0.773%左右,最大限度地减少了工件形位尺寸误差.     

管材弯曲回弹对内高压成形的影响及补偿方法

管材数控弯曲后的回弹严重影响试件成形精度,容易导致弯曲管内高压成形过程起皱缺陷．为了补偿回弹,避免内高压成形过程的缺陷,首先建立管材塑性弯曲理论模型以及材料的弹塑性线性强化模型,通过理论解析得到弯曲回弹量表达式;其次对实验过程中不同弯曲角度下的回弹量进行线性回归分析. 拟合结果表明: 理论上对于回弹角的预测是合理的; 同时将理论预测得到的回弹量补偿到管材数控弯曲过程,消除弯曲管内高压成形过程起皱缺陷,得到尺寸精度合格的试件．     

管材弯曲成形理论与技术研究进展

针对管材弯曲成形问题,系统地总结了国内外研究人员采用理论分析、有限元模拟、实验研究方法在管材弯曲成形方面的工作和取得的研究进展,包括管材弯曲后截面质量、回弹、弯曲过程成形极限、弯曲工艺模具、加工工艺参数智能化预测等,并提出了管材弯曲当前存在的问题及发展趋势.     

S355J2W钢自阻加热弯曲成形回弹控制与质量分析

为研究S355J2W高强钢板自阻加热弯曲成形过程中电流密度对回弹的影响及成形件的质量,设计了自阻加热V形弯曲试验和自阻加热几字形弯曲试验,通过改变自阻加热时加载的电流密度大小对成形后零件的回弹现象进行研究.根据试验结果,选择成形精度最高、回弹现象最小的几字形零件进行质量分析,并将其与室温成形的几字形零件进行对比,从而研究自阻加热弯曲成形工艺的优势.将所选取的两个几字形零件分别划分为9个不同的区域,对不同区域的试件进行显微组织观察与力学性能测试,将单向拉伸试验、冲击落锤试验与显微硬度的测试结果作为评价成形件质量的标准,同时将两个零件在力学性能上的差异与显微组织观察的结果联系起来.结果表明:随着电流密度的增大,S355J2W钢自阻加热弯曲成形过程中的回弹得到改善;相比于室温成形的几字形零件,采用自阻加热弯曲成形工艺可以很大程度地改善回弹现象;并且自阻加热成形件的组织更加均匀,其力学性能指标,如抗拉强度,延伸率,冲击韧性和显微硬度也有所提高.     

基于数值仿真和灰色关联分析法的高强钢弯曲回弹影响因素分析

提出了一种有效的高强钢成形回弹因素分析方法。该方法将有限元分析方法和灰色关联度分析方法进行结合,以国际著名板料成形数值模拟会议NUMISHEET 2002的圆形件无约束自由弯曲为研究对象,建立了高强钢圆形弯曲件的有限元仿真模型,利用实验数据验证了该回弹模型的有效性。根据实验设计分析板料厚度、板料宽度、冲压速度等7个可能影响回弹的因素组合,通过有限元仿真,得到了仿真实验设计结果。运用灰色关联度法,分析了各参数对高强钢成形回弹的影响程度,获得了影响高强钢圆形件弯曲回弹的主要因素。     

基于冲压CAE软件KMAS的板料冲压成形回弹预示及控制、补偿技术

在自主开发的商品化冲压成形CAE软件KMAS(King-meshAnalysisSystem)平台下,以NUMISHEET2002提出的Benchmark为研究对象,研究了高强钢在弯曲过程中回弹缺陷的产生机理,验证了基于KMAS计算的回弹预示精度。提出了基于KMAS的回弹控制、模具补偿的CAD/CAE/CAM实施流程,并针对典型弯曲结构给出了补偿措施。应用KMAS对某货车纵梁模具进行了改进设计,使用改进后的模具成形出的工件回弹量比原方案降低87%,证明了应用KMAS建立的模具补偿方法的有效性。     

车身覆盖件用钢的力学特性及弯曲回弹性能分析

针对高强度钢在汽车轻量化中应用的实际情况,通过单向拉伸试验与弯曲成型试验,对普通汽车车身覆盖件用钢与高强度钢的基本力学性能、冲压成型性能进行了对比分析,并以简单V形件为对象,结合有限元软件Dynaform进行弯曲回弹数值模拟分析。结果表明：高强度钢的塑性及成型性能比普通低碳钢差,但回弹量对弯曲角度的敏感性高于普通钢,可以通过选取合适成型角度及相应成型工艺改善高强度钢的回弹量,此外,数值模拟是一种预测材料回弹量的非常有效的技术手段。     

U形弯曲件回弹补偿半径的计算

回弹是板料冲压成形过程中一种常见但很难解决的现象,在U形件成形中回弹更加明显。模具补偿法是实际生产中常用的控制U形弯曲件回弹的方法,该方法的使用目前仅仅停留在经验的层次上,很少有文章从理论上对该方法做出阐述。根据回弹理论,推导了小型U形件弯曲时,模具补偿半径与弯曲凸模圆角半径之间近似的计算公式,并且运用商业有限元分析软件Dynaform对该公式进行了可行性分析。分析结果表明所介绍的计算公式合理,对实际生产具有一定的指导作用。     

凸模错距量对镁合金弯曲构件动态再结晶的影响

传统弯曲构件成形工艺存在工序流程长、曲率调控难度大等瓶颈问题。错距挤压工艺能够在单道次挤压成形过程中实现挤压-成形一体化,同时,通过改变凸模端部的错距量h,达到控制弯曲构件曲率特征的目的。由错距挤压工艺获得的AZ31弯曲构件经过EBSD测试,分析了凸模错距量h对弯曲构件的晶粒形貌、平均晶粒尺寸、晶界分布、晶粒取向和施密特因子的影响。研究结果表明,随着凸模错距量h的增加,AZ31镁合金构件发生了充分的动态再结晶,晶粒得到细化,且由于凸模结构的特殊性,弯曲构件中平行于挤压方向的晶粒数量增加,晶粒取向由原先的软取向转为硬取向。为镁合金弯曲构件错距挤压成形微观组织演变的研究提供了科学指导。     

无约束圆柱弯曲成形卸载回弹的数值模拟

采用Barlat＇91材料屈服准则准确描述铝合金板料各向异性,通过与其它屈服准则的比较发现,Barlat＇91屈服准则能反映在单轴拉伸和等双轴拉伸条件附近屈服面的小曲率半径。引入一种新型的双线性厚壳单元来模拟弯曲型板材的成形与卸载回弹全过程;该单元采用减缩积分方式,可以在不损失计算精度的前提下提高计算效率。模拟中板材本构方程基于更新Lagrangian弹塑性材料模型,适于大位移大变形过程模拟。卸载过程采用模具反运动方式描述,采用修正的Coulomb摩擦模型。通过商品化通用CAE软件MSC/MARC对国际板成形会议（NUMISHEET2002）无约束圆柱弯曲成形卸载回弹Benchmark B进行计算机仿真,把不同阶段的模拟结果与试验数据及其他软件模拟结果进行对比。通过回弹过程模拟与实验结果的对比,验证了相关关键技术的采用可以较好地模拟复杂接触卸载回弹问题。     

宽板V形自由弯曲过程的弹塑性数值分析

弹复是影响弯曲件精度的主要障碍,对其有效预测与控制是提高弯曲件精度的关键,针对宽板Ｖ形自由弯曲的变形特点,利用自主开发的２－Ｄ弹塑性有限元程序对Ｖ形自由弯曲过程与弹复进行了模拟分析,获得了凹模开口宽度及凸模圆角半径对弹复角的影响规律。     

拼焊板V形自由弯曲回弹控制影响因素分析

回弹是影响弯曲件最终形状和精度的关键因素。拼焊板在弯曲过程中,影响回弹过程的因素比单板更为复杂。材料性能、工艺参数及板料与模具的几何参数微小的变化,都会引起回弹的较大变化。本文以横向拼焊板V形自由弯曲为研究对象,采用试验方法对拼焊板弯曲及回弹过程进行了研究,分析了影响横向拼焊板回弹的主要因素,为进一步研究拼焊板V形自由弯曲回弹控制技术奠定了基础。     

基于材料参数检测的板料回弹预测方法

回弹是影响钣金成形质量的主要因素之一,对钣金折弯回弹的准确预测和有效控制是提高折弯成形精度的关键.在分析弯曲成形及弹复过程的理论解析基础上,开发一种应用于高精度V形自由弯曲成形的折弯系统,基于单向应变和小变形假设,建立折弯成形及回弹的理论模型,利用成形过程中测得的折弯参数计算得到材料的性能参数值,进而确定最终的折弯深度.通过计算结果与实验结果的对比,验证了该方法的可行性与有效性,为板料折弯成形的回弹控制提供了一种有效途径.     

轴向非对称中空型材拉弯过渡区长度优化

为探究过渡区长度对型材拉弯成形的影响,以高速列车用典型轴向非对称铝型材为对象,选取4种不同过渡区长度进行拉弯研究.利用数值模拟对比分析了成形后零件的应力应变分布、形状误差、回弹、截面畸变和空间扭转,并定义成形缺陷指数表征综合成形效果.结果表明,随着过渡区长度的增加,型材成形后的形状误差和回弹明显减小,但是截面畸变和空间扭转增大;成形缺陷指数表明,过渡区长度为200 mm时型材拉弯成形综合缺陷最小,利用0.618法优化了过渡区长度.在张臂式拉弯机上进行实验验证,测量结果和数值分析规律相吻合.     

T型导轨二维压弯回弹解析与试验

针对T型导轨压弯校正工艺中回弹量难以准确获得的问题展开讨论.考虑到T型导轨水平方向为对称截面而垂直方向为非对称截面,不同方向上的压弯回弹规律有较大的差异性与复杂性,利用线性强化弹塑性理论分析了T型导轨水平与垂直二个维度上的压弯回弹特性,得出各维度上的回弹曲率与压弯曲率、回弹量与压弯量间的解析表达式,以此为基础可方便得出一定压弯量下的回弹量.在电子万能试验机上进行T型导轨的二维压弯试验,通过比较一定压弯量下的解析回弹量与试验回弹量,结果表明,两者间的最小相对误差侧面为1.35%、顶面为1.97%,回弹解析具有较高的精度,但相对误差随压弯量的增大而有所增大,误差增大的原因与回弹解析过程中的弹塑性力学假设有关.     

Improvement of springback prediction of wide sheet metal air bending process

Accurate springback prediction of wide sheet metal air bending process is important to improve product quality and ensure the precision in dimension. The definition of elastic limit bend angle was proposed. Based on cantilever beam elastic deforming theory, the geometrical parameters of forming tools, sheet thickness and the material yielding strain were derived and validated by the finite element method (FEM). Employing the degree of elastic limit bend angle, the equation for springback prediction was constructed, the results calculated fit well with experimental data. Especially for the small bend angle, the predicted results by equation were applied to conduct the springback prediction and compensation in industries and give closer correlation to the experimental data than those calculated by engineering theory of plastic bending.     

基于多工序回弹补偿的大型汽车覆盖件成形优化

针对某品牌SUV汽车大型覆盖件成形过程存在的易起皱、破裂和回弹等质量问题,进行了工艺参数多目标优化和回弹补偿优化.首先,以最大增厚率和最大减薄率为评价目标,利用正交试验和Design - Expert软件对压边力、模具间隙、冲压速度和摩擦系数进行多目标优化,并确定最优工艺参数组合; 其次,以最大回弹量为评价目标,利用多工序补偿法对拉延模和修边冲孔模进行回弹补偿,并对最优冲压工艺参数组合和回弹补偿面进行仿真分析和试模实验.研究表明:优化后的成形工艺参数能够防止零件破裂,减少起皱以及降低最大增厚率和最大减薄率; 多工序回弹补偿能够有效控制回弹量,减少整形工序.本文的优化方案可为提高大型汽车覆盖件的成形质量和节约成本提供参考.