板料成形极限应力图研究

基于塑性应力应变关系,推导出极限应力与极限应变相互转换关系,针对分散性失稳、凹槽失稳和平面应变漂移失稳等准则,进行了双线性应变路径、曲线应变路径和复合应变路径下成形极限应力图的理论计算。结果表明,成形极限应力图不受应变路径影响,对于同一失稳准则,在不同加载应变路径下几乎为同一条曲线。因此,成形极限应力图作为复杂加载路径的成形极限判据更加方便和实用。     

不同强化模型下的板料成形极限

介绍Hill48屈服准则下基于不同强化模型的屈服方程。推导出能够用来确定随动强化模型和混合强化模型中参数的方程。采用单向拉伸曲线上所取得的数据,对所得方程进行拟合,得到参数值,并使用所得参数值得出三种强化模型下的单向拉伸曲线。结果表明采用上述方法能够准确地确定强化模型中的参数。给出随动强化模型和混合强化模型下成形极限的计算方法。基于三种强化模型,针对分散性失稳准则、Hill集中性失稳准则、凹槽失稳准则和平面应变漂移失稳准则,得到简单加载路径下的成形极限图和成形极限应力图。从这些图中可以看出,强化模型对成形极限图和成形极限应力图影响明显。因此应当确定板料在成形过程中的强化规律,选择合适的强化模型进行成形极限预测。     

板料成形极限应力图及其应用研究进展

简要介绍了板料成形极限判据的可靠性对于板料成形质量预测与控制的重要性;分析了传统的基于应变的成形极限(成形极限应变图)判据所存在的只适于在线性加载板料塑性成形中应用的缺陷;介绍了基于应力的成形极限判据(成形极限应力图)的应用前景;综述了国内外成形极限应力图的研究进展,并指出了目前成形极限应力图研究所面临的主要问题.     

板料成形极限预测新判据

从控制塑性变形能的角度出发,基于总塑性功的积分形式,建立板料的成形极限预测判据.这种板料成形极限预测判据考虑应变路径变化、材料的硬化指数、各向异性系数及材料的初始厚度等对成形极限的影响.判据中的参数可由常用的单向拉伸极限应变试验确定.由此通过数值模拟可以预测板料在各种不同应变路径下的成形极限,适用于成形极限图的拉-压和拉-拉应变区,从而建立完整的成形极限曲线,可大大减少试验工作量.试验验证表明,这种成形极限预测判据对于钢板和铝合金板的成形极限可做出较为准确的预测.实现了只进行单拉试验即可预测板料在不同应变路径下的成形极限.     

板料冲压成形破坏判断准则的研究进展

分析板料冲压成形中有无明显集中缩颈的韧性破裂、剪切破裂判断准则的研究现状。比较成形极限图以及韧性破裂准则在判断板料破坏中各自的优缺点。针对当前有限元分析软件中的破坏准则用于判断板料局部小特征弯曲强化的成形极限或是先进高强钢板在缩颈前产生剪切破裂等问题所存在的局限性,综述上述特殊问题的研究进展。提出建立沿横、纵两个方向拉伸弯曲下的极限判据对于预测板料局部小特征弯曲的成形极限将更有普遍意义。同时有必要进一步研究先进高强钢板成形的剪切破裂机理,并建立可以有效预测先进高强钢板剪切破裂的有限元模拟失效判据。研究板料成形的上述破坏问题及其判断准则,对于丰富与发展塑性成形理论和指导实际生产具有重要的理论意义和工程应用价值。     

液体介质加热的镁合金板料热渐进成形极限研究

成形极限是板料加工过程中重要的性能指标和工艺参数。本文提出了一种利用液体同时支撑和加热的热渐进成形加工方案,以倒圆锥为研究对象,以成形极限角为研究指标,通过正交实验的方法研究了温度、层间距和工具头直径等工艺参数对热渐进成形极限的影响,并进行了理论解析。结果表明,成形极限角随着成形温度的提高而显著增大,随着层间距的增大而显著越小。工具头直径对成形极限角影响不显著。     

数值模拟中应用最小厚度准则预测板料成形极限

在数值模拟中应用最小厚度作为成形极限判据,研究最小厚度值与应变路径的关系。如果对从单向拉伸到双向等拉之间的各种近似线性应变路径均应用相同最小厚度值作为判据,那么得到的极限应变点呈近似线性分布。对实验数据点与计算点的相对位置关系进行分析,发现两者之间的比值存在着近似指数函数的关系。对拉-压区和拉-拉区分别采用两段指数函数对最小厚度值进行修正,使其成为与应变路径相关的变量。采用修正后的最小厚度准则作为数值模拟中极限应变的判据,对ST14钢等三种材料成形极限的预测取得了较好的结果。     

工业纯铝1060板料单点增量成形极限实验研究

对工业纯铝1060板料进行单点增量成形极限实验研究,比较了圆锥形件各部位厚度的分布情况。实验发现,当成形角增大时,成形件上部会出现厚度严重变薄的减薄带,并且破裂容易出现在减薄带上,影响板料成形极限。用最大成形角表征单点增量成形过程中的成形极限,分析了不同参数对板料最大成形角的-影响,发现层间距会影响板料的最大成形角,而工具头周向进给速度对最大成形角的影响不大,不同形状的成形件其最大成形角也不相同。最后通过实验获得了1 mm厚度铝板的成形极限曲线(FLC)。     

提高铝合金板料成形极限的新型可控压边力技术

提出了一种可随位置和行程同步优化压边力的新型控制策略，并将其用于不等深铝合金阶梯盒零件的冲压，在零件成形过程中按照优化策略在不同压边圈位置随冲压行程施加最优压边力，使其冲压深度从恒定压边力下的45mm提高到60mm。在多点变压边力压机上的实验验证了这种优化策略的有效性，从而提高了可控压边力技术的鲁棒性和实用性。     

成形极限曲线的新概念

失稳理论是成形极限曲线（ＦＬＣ）的理论基础。本文论述了ＦＬＣ理论研究中存在的问题。研究指出：一般出厂板的表面状况不会影响板料的集中失稳；板内损伤平面应变时最严重；双拉时，板内损伤的积累、发展，导致应力状态向平面应变漂移；拉压时，载荷失稳后引起的双拉，也会导致平面应变。因此平面应变状态的出现是板料集中失稳的共同原因。在此基础上，建立了ＦＬＣ左右两半部统一的模型。新模型与试验结果符合良好，优于Ｍ－Ｋ理论。     

金属板料多道次渐进成形过程的数值模拟

介绍了金属板料渐进成形工艺的基本原理.以ANSYS/LS-DYNA为分析平台,构建了板料多道次渐进成形的有限元模型,并以LS-PREPOST和ETA/Post-Processor为后处理平台,得到各道次厚度云图及网格变形图.对半球形制件的三道次成形过程进行了模拟,将模拟结果与实验结果进行比较,证明了模拟的可行性.     

较厚板料成形的数值仿真

讨论了较厚板料成形的数值仿真问题，并对计算实例与实际成形结果进行了对比分析，得到了较厚板料成形数值仿真的方法。     

材料成形计算机模拟中的参数化有限元法

在分析常规有限元法在材料成形模拟中的不足的基础上，提出了参数化有限元分析的概念，阐述了其基本任务，基本过程，实现方法和进行参数化有限元分析的技术要点。针对方孔翻边问题进行了编程式参数化有限元法研究，其结果与现有文献试验结果基本吻合，针对方盒拉深中的坯料形状优化问题进行了交互式参数化有限元法研究，其结果与现有文献试验结果基本吻合。研究表明，提出的参数化有限法实用，可行，为材料成形计算机模拟探索出一种高效快捷、实用的新方法。     

板料成形数值模拟中的2维截面分析技术

采用具有弯曲效应的Mindlin曲线单元,以逐级更新Langrange,描述了有限度形虚拟速度原理为理论基础,开发了用于板料冲压成形过程2维截面分析的有限元程度,对几种典型件成形进行了计算与讨论,该程序可用于模具设计CAE的初期计算,可以更迅速地分析冲压件的成形性。     

曲面零件冲压成型极限判据

通过理论分析及实验，阐明了曲面零件成型极限的意义，提出了成型极限危险点－起皱关键点及破裂关键点的概念，给出了起皱极限及破裂极限判据表达式，并得到了实验验证。     

汽车覆盖件拉延成形过程分析

汽车覆盖件具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大和表面质量要求高等特点,所以其成形过程中的毛坯变形也很复杂,非常容易出现起皱和拉裂等成形障碍。Dynaform软件广泛应用于汽车覆盖件成形过程的仿真模拟,这明显减少了模具的开发时间、试模周期和费用。简单介绍了利用Dynaform进行汽车覆盖件冲压成形的有限元仿真模拟的一般步骤,并以某汽车前上横梁外板拉伸为例,对其成形过程进行了仿真模拟,根据模拟结果进行成形性分析,为后续的模具设计与制造提供依据。     

基于厚度梯度准则的薄板成形极限图建立方法

介绍一种预测薄板成形极限的新准则——厚度梯度准则,该准则基于薄板颈缩时沿垂直于颈缩方向的厚度梯度分布存在极值RC。在薄板成形过程中,当板面内的厚度梯度值小于临界厚度梯度值RC时,认为薄板发生颈缩。基于厚度梯度准则,结合对IF钢成形极限试验的有限元仿真,计算获得其成形极限图,计算结果与试验数据吻合较好。将厚度梯度准则与有限元方法相结合,可在已知薄板单拉性能参数的条件下计算获得其成形极限图。     

板材多点成形不同工艺方法的数值模拟研究

介绍了板材多点成形不同工艺方法的优缺点,基于有限元方法就多点成形不同工艺对压痕、超皱、回弹以及制品成形精度的影响进行了数值模拟研究,并且对不同厚度板条多点成形模拟结果进行了实验验证。结果表明,与多点模具成形、半多点模具成形和半多点压机成形方式相比,多点压机成形能够有效地抑制压痕和皱纹的产生,并得到变形均匀的制品;反复成开法可有效减小回弹,提高成形精度;边部优先成形法能够有效地抑制制品的直边效应。