扭力梁内高压成形的起皱行为

为了揭示扭力梁内高压成形时起皱的形成机制,采用实验和数值模拟的方法研究低碳钢扭力梁内高压成形过程支撑压力和补料量对起皱的影响规律;通过数值模拟给出起皱区应力状态,并绘制应力分布轨迹图,从应力分析角度揭示起皱形成机制.结果表明:随着支撑压力的提高,轴向压应力的绝对值下降,失稳起皱趋势降低,当支撑压力超过一个临界值时,皱纹完全消除;随着补料量的增大,轴向压应力的绝对值升高,失稳起皱趋势增大,当补料量超过一个临界值时,开始出现皱纹.对于直径为89 mm、壁厚为2.5 mm低碳钢管材,当支撑内压为30 MPa,补料量为15 mm,为一个合理的加载路径,可以有效避免起皱.     

消音管内高压成形焊缝区胀裂数值分析

针对消音管在内高压成形过程中,焊缝区附近易出现胀裂的问题,采用数值模拟与实验相结合的方法,对消音管的内高压成形过程进行了研究.实验采用HF1000内高压成形机进行消音管的内高压成形实验,并利用dynaform软件进行对该实验的过程进行了数值模拟,实验模拟了消音管在内高压成形过程中焊缝附近的应力分布情况和壁厚的分布情况,并与实验结果对比验证,发现使用凹形直线加载路径进行内高压成形实验时,能够使得到的管件在变形过程中产生的应力最小,管件的壁厚分布情况最好.     

T型三通管内高压成形仿真与实验研究

针对T型三通管内高压成形过程中胀形高度较低、成形质量差等问题,开展对T型三通管内高压成形仿真与实验的研究.对T型三通管进行内高压成形实验,并利用软件DYNAFORM对T型三通管内高压成形过程进行数值模拟,通过对比仿真与实验结果验证了有限元模型建立的正确性.基于此分析背压推头后退量、背压推头加载路径与整形压力对T型三通管成形质量的影响,结果表明:当背压推头选用折线加载路径,后退量为8 mm,整形压力为90 MPa时,三通管成形质量较好,为工程化应用提供了参考.     

薄壁铝合金管圆角模内翻成形性的若干判别式

基于薄壁管直角圆角模轴压内翻过程中各处应力及最终壁厚与管材特性、管坯尺寸、卷曲半径及摩擦条件之间的关系,推出了判别任一铝合金双层管件可否由特定尺寸圆管稳定内翻成形而不出现管壁干涉与塑性失稳问题的解析判别式,指出了确定薄壁管圆角模内翻卷曲半径或模具圆角半径极限值的方法.分析表明,选用包辛格效应较弱的管材且设法减小管与圆角模之间的摩擦系数有助于提高管件内翻成形性并增大卷曲半径的可用范围.在将所得判别式应用于两种铝合金管内翻情况下的分析之后得出的结论与相关文献中已有的实验结果吻合良好.     

汽车发动机罩板冲压成形及回弹过程的数值模拟

以汽车发动机罩板为研究对象,根据板料成形及回弹过程数值算法,利用商业软件Pamstamp,数值模拟研究了发动机罩板冲压成形及回弹过程,根据模拟结果对回弹及残余应力分布作了分析.结果显示,发动机罩板在成形过程中没有产生裂纹和起皱,回弹后在中部区域引起较大鼓动,其原因是在残余压应力作用下产生的板料弹性失稳.     

压边力对圆锥形件拉深成形的影响

起皱和断裂是板料成形过程的主要失效模式,合理控制成形过程中的压边力,可以消除这些缺陷,提高成形性能。本文以圆锥形件的成形为例,采用Dynaform软件对变压边力控制的成形工艺进行了数值模拟计算,得到了最佳压边力变化曲线。本文还对模拟结果进行了实验验证。结果表明,变压边力拉深工艺能够极大提高板料的极限拉深高度。     

压边力对圆锥形件拉深成形的影响

起皱和断裂是板料成形过程的主要失效模式,合理控制成形过程中的压边力,可以消除这些缺陷,提高成形性能。本文以圆锥形件的成形为例,采用Dynaform软件对变压边力控制的成形工艺进行了数值模拟计算,得到了最佳压边力变化曲线。本文还对模拟结果进行了实验验证。结果表明,变压边力拉深工艺能够极大提高板料的极限拉深高度。     

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.     

基于有限元法的汽车A柱内板成形缺陷研究和工艺优化

起皱和开裂是汽车内板面临的两大主要问题.以某系列带有缺陷的A柱内板为例,采用有限元法模拟分析其冲压成形全过程.通过与实际零件起皱和开裂位置的对比,验证了该数值模型的可靠性.采用该有限元模型研究冲压件成形过程中材料流动的方向,结果表明,成形过程中板料流动受阻是该A柱内板产生起皱和开裂的主要原因.为解决某车型A柱内板表面缺陷的问题,提出在板材受阻位置切割一个三角形缺口的优化方法.相应的模拟结果表明,通过切割板材,可缓解板材流动受阻现象,该车A柱内板起皱和开裂现象得以解决.     

球形面多道次多点成形的数值模拟

通过对球形面多道次成形的有限元数值模拟,分析了多道次成形数值模拟的关键技术,研究了多道次成形的特点及规律,阐述了成形过程中易产生的缺陷和需解决的关键问题。结果表明:多道次成形可以优化板材的变形路径,使变形均匀,有效地抑制起皱,提高板材成形能力。     

薄壁管无模内高压成形塑性皱曲的理论分析

基于J M Alexander提出的轴向载荷作用下薄壁管轴对称坍塌机构化模型,针对薄壁管无模内高压成形端部塑性皱曲的局部性特征,提出了一种“皱曲区-膨胀区-皱曲区”的管坯区划模型。通过将基于塑性失稳系数的薄壳塑性稳定性理论与能量准则相结合,在系统势能极小条件下,建立起薄壁管无模内高压成形端部塑性皱曲临界载荷的理论计算方法。     

轴心受压圆截面钢-CFRP-混凝土组合短柱内力分析

推导出轴心受压圆截面钢-CFRP-混凝土组合短柱中混凝土、CFRP管和钢管各方向上的应力与轴向压力之间的关系式,掌握轴心受压时组合短柱内部的受力情况。根据弹性力学理论中的厚壁圆筒分析理论、薄壁圆筒分析理论及变形协调关系分析在轴向压力作用下圆截面钢CFRP混凝土组合短柱的受力情况。由所推导出的公式可见,在线弹性范围内组合短柱各部分所受的应力与组合短柱所承受的轴向压力成正比,并与钢管和CFRP管的厚度、弹性模量、混凝土的截面尺寸、泊松比、弹性模量有着密切的联系。     

铝合金管件液压胀形的实验及仿真分析

为深入了解薄壁管在不同加载路径下的成形情况及变形规律,采用仿真分析与实验测试相结合的方法对薄壁管件在内部液压下的塑性变形特征进行研究,并自行搭建了能够实现铝合金管件液力成形的实验系统,进行了不同工况下的胀形试验.基于ABAQUS非线性有限元软件对铝合金管件液压胀形过程进行数值模拟,通过将仿真结果与实验结果进行对比,验证了有限元模型的正确性,以此为基础,对胀形管件的失效形式、壁厚分布以及合理的加载路径进行研究,并总结了胀形管件的变形规律,为研究复杂变截面管件液压成形提供了有益的参考.     

薄壁管料自由胀形的最佳加载路径

本文分析了管料自由胀形过程中变形路径、集中性失稳和压缩失稳的特点,建立了最佳加载路径,即通过对轴向载荷和内压的控制而获得最大胀形比的加载路径,对自由胀形过程进行了有限元计算和实验研究。理论分析的结论和实验结果是一致的。     

简支组合管桁架的试验研究

为了研究组合管桁架的承载性能,对2根简支组合管桁架进行了竖向加载试验。分析了组合管桁架在竖向荷载作用下的受力性能、破坏机理、变形能力以及管桁架的内力分布规律。结果表明:组合管桁架具有良好的承载能力和变形能力;混凝土板厚的组合管桁架的承载能力高于板薄的组合桁架;上弦杆的轴力跨中较小,支座处较大;下弦杆的轴力跨中较大,支座处较小;跨中部分腹杆的轴力较小,支座部分腹杆的轴力较大。     

Influence of loading path on formability of 304 stainless steel tubes

The loading path affects the metal formability remarkably in tube hydroforming, and it is also one of the research focuses. Recently, some scholars abroad proposed a new fluctuant hydraulic loading method, which can improve the formability of tubes in hydroforming. Related studies have shown that this new loading method can improve the tube formability, the distribution of deformation is more uniform and this is useful for avoiding excessive local thinning. In this paper, tube hydroforming experiments without axial feeding were carried out; the influences of the loading methods on formability of stainless steel tubes were studied. Through the comparison of the experimental results under the condition of monotonous increase loading and fluctuation hydraulic loading, the outside diameter distribution, the thickness distribution and the crack expansion forms of deformation zone all fully prove that the uniformity of the distribution of tube deformation and formability have been increased significantly under the condition of fluctuation loading without axial feeding, the reasons should be distinguished from the fluctuation hydroforming with axial feeding. In order to study the forming mechanism, uniaxial tensile test of tubes similar to fluctuation loading deformation is designed in this paper, namely intermittent tensile test. It is found that intermittent uniaxial stretch can improve the tube elongation at fracture by about 40% and the deformation distribution is more uniform than that through uniaxial tensile test of the stainless steel tube. In the process of intermittent tensile tests, changes of metal microstructures brought by the loading and unloading processes are the main reasons that improve the formability of the tubes.     

Dynamic rupture and crushing of an extruded tube using artificial neural network(ANN) approximation method

A numerical study of the crushing of thin-walled circular aluminum tubes has been carried out to investigate the crashworthiness behaviors under axial impact loading. These kinds of tubes are usually used in automobile and train structures to absorb the impact energy. Previous researches show that thin-walled circular tube has the highest energy absorption under axial impact amongst different structures. In this work, the crushing between two rigid flat plates and the tube rupture by 4 and 6 blades cutting tools is modeled with the help of ductile failure criterion using the numerical method. The tube material is aluminum EN AW-7108 T6 and its length and diameter are 300 mm and 50 mm, respectively. Using the artificial neural network(ANN), the most important surfaces of energy absorption parameters, including the maximum displacement of the striker, the maximum axial force, the specific energy absorption and the crushing force efficiency in terms of impact velocity and tube thickness are obtained and compared to each other. The analyses show that the tube rupture by the 6 blades cutting tool has more energy absorption in comparison with others. Furthermore, the results demonstrate that tube cutting with the help of multi-blades cutting tools is more stable, controllable and predictable than tube folding.     

金属园管在内压及轴向压力作用下自由胀形的有限元法模拟

应用弹塑性有限元的方法,模拟了在内压及轴向压力作用下金属园管的自由胀形过程,得到了与实验较为吻合的结果。 文中考查了胀形壳体上环状波纹的发生和运动,探讨了加载路径对波纹运动和胀形结果的影响。     

搭接梁的干摩擦力分布规律研究

研究具有干摩擦搭接区的弹性梁在拟静态轴向力作用下,搭接区内干摩擦力的分布及变化规律,导出首次加载过程中,摩擦力分布的数学表达式及轴向力和搭接区两端轴向相对位移的关系,并讨论卸载和重新加载的情形,给出在周期载荷作用下的滞后曲线。     

钢骨-钢管混凝土柱恢复力模型

目的建立能够反映结构或构件动力特性重要参数的恢复力模型,研究钢骨-钢管混凝土柱的抗震性能.方法通过设置不同的试验参数,对5个钢骨-钢管混凝土柱进行了低周反复荷载作用下受力性能的试验研究,并分析了试件的破坏形态.考虑了含骨率和轴压比对构件延性、耗能和强度、刚度退化等的影响,建立了折线型钢骨-钢管混凝土柱的恢复力模型.结果得到不同轴压比和不同含骨率下的荷载-位移滞回曲线,含骨率和轴压比对钢骨-钢管混凝土柱有着明显的影响,随着含钢率的增加,构件的变形能力得到了提高,而轴压比越大,构件的变形能力越差.结论钢骨-钢管混凝土柱多折线恢复力模型的建立为钢骨-钢管混凝土柱的弹塑性时程分析提供了参考.