薄壁管液压胀形过程的数值模拟

采用数值模拟与试验相结合的方法分析了薄壁管的典型液压胀形过程,得到了不同长度不锈钢管在管端固定和自由时变形区的厚度、轮廓形状以及成形极限的变化规律;分析了不锈钢管因长度变化而使变形参数发生规律性变化的原因。将试验数据与采用DYNAFORM软件进行数值模拟的结果进行了比较,分析了误差产生的原因,提出了通过使用数值模拟反求材料参数,用最佳数值模拟方式得到与试验结果更为接近和可信的方法。研究工作对改进数值模拟方法,更好地发挥数值模拟对实际应用的指导作用具有重要意义。     

液压胀形轧辊胀形凸度的弹性有限元分析

对近几年在国外获得迅速发展的新型轧辊——液压胀形轧辊的胀形凸度进行了弹性有限元分析,提出了受动应力边界条件逼近真实应力边界条件这一新方法。本文的有限元计算结果与实验结果符合。某些结论可用于指导液压胀形轧辊系统的开发与应用。     

非均质厚壁球壳液压胀形过程有限元模拟

对非均质厚壁球壳液压胀形过程有限元模拟进行了研究,探讨了壳体液压胀球过程中的应力应变的分布规律。研究结果表明：随着屈服强度比Ｙｒ增大,焊缝的内侧应力变化梯度增大,热影响区的应力梯度明显增大;最大等效应力点的位置逐渐由热影响区转换到焊缝;应变由焊缝向热影响区转移,即热影响区的相对应变增大,应变由内向外逐渐变小,但应变梯度的变化较小。     

双圆锥台壳体液压胀形的防皱措施

等边双圆锥台壳体在内压的作用下,赤道环焊缝处易产生失稳起皱,且胀形后所得容器圆度较差。针对这一问题,对其胀形过程进行了有限元数值模拟,并通过改变圆锥台的初始形状,来保证容器的圆度和避免赤道处的失稳起皱。     

护环液压胀形时的有限元分析

采用弹塑性有限元分析的方法 ,分析了护环在外补液胀形过程中各个力参数对护环成型形状的影响。     

核电入口管液压胀形有限元分析

对大型复杂的核电入口管液压胀形过程进行有限元模拟,根据经验公式设计初始毛坯,通过DEFORM-3D模拟整个变形过程,获得了胀形过程中金属流动规律,根据模拟所得的关键截面尺寸,合理调整毛坯结构,最终得到比较理想的毛坯.减少了实验次数,为工程应用提供了依据.     

一种新型管材液压胀形装置的设计

开发了一种简单实用、可在单动压力机上使用的管材液压胀形装置,用于薄壁金属管材的自由胀形、轴压胀形和异形截面中空件的液压胀形.该装置不需要复杂的外部供液系统,通过增压活塞挤压缸体中液体的方式来为管材成形提供液压力和轴向力,通过设计增压缸体和控制增压活塞的行程等来实现两个载荷的合理匹配.试验表明,该装置结构简单、操作方便、工作可靠;合理的载荷匹配能显著地提高管材液压胀形的成形性能.     

非均质厚壁球壳液压胀形过程有限元模拟

对非均质厚壁球壳液压胀形过程有限元模拟进行了研究 ,探讨了壳体液压胀球过程中的应力应变的分布规律。研究结果表明 :随着屈服强度比Yr 增大 ,焊缝的内侧应力变化梯度增大 ,热影响区的应力梯度明显增大 ;最大等效应力点的位置逐渐由热影响区转换到焊缝 ;应变由焊缝向热影响区转移 ,即热影响区的相对应变增大 ,应变由内向外逐渐变小 ,但应变梯度的变化较小。     

液压胀形中板料失稳胀形高度Hm的研究

根据液压胀形中载荷法判断板料失稳的准则,用不同方法研究了板料失稳胀形高度H_m,导出了相应的失稳公式,并与九种板料的实验值进行了比较,结果表明失稳公式H_m=R_0·(e(N 0.4171)/2-1)~(1/2)和H_m=R_0·((1 2N)/(5-2N))~(1/2)与实验值符合得较好,具有实用价值。     

汽车桥壳液压胀形的数值模拟及其实验研究

对汽车桥壳液压胀形进行了数值模拟并进行了实验验证.分析了第1次胀形时液体压力恒定不变、液体压力按轴向压缩量线性变化、极限失稳及胀裂的情况,揭示出起皱的主要原因是液体压力过低,起皱后不利于后续胀形,而胀裂的主要原因是液体压力过高;第2次胀形时试件退火是最终成形成功的重要影响因素.得到轴向压缩量与液体胀形压力间的合理加载路径.     

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。     

内压加载路径对汽车前梁内高压成形质量的影响

为了探索工艺参数对内高压成形工艺的影响,对异型截面的汽车前梁内高压成形过程进行了实验研究,材料选用3A21铝合金,采用了两类内压加载路径,对成形外观及壁厚分布进行了比较和分析。实验结果表明,低压合模高压整形的双线性加载较单线性加载路径在成形外观、壁厚分布以及防止缺陷方面优越很多。圆弧过渡区是异型截面零件最大减薄处,双线性加载情况下减薄率达到12％,是容易发生破裂缺陷的区域。     

空心双拐曲轴内高压成形数值模拟

应用动态显式有限元法对空心双拐曲轴的内高压成形过程进行了模拟分析,研究了加载路径对内高压成形的影响,指出了在加载曲线中存在着最佳成形区间,成形压力小于20MPa时,管坯产生起皱,成形压力大于32MPa时,管坯发生开裂,只有合理的应用加载路径,成形压力介于20MPa与30MPa之间,使轴向进给量可以正好补偿径向的变形量才能获得壁厚较为均匀的合格零件。     

5083铝合金三通内高压成形模拟研究

为探讨5083铝合金等径正三通的内高压成形规律,采用有限元模拟首先分析了成形过程的变形情况,其次研究了壁厚以及应力、应变的分布,用成形时应力、应变的变化解释了形成厚度分布趋势的原因。模拟结果表明,支管顶部壁厚减薄,主管以及与冲头接触处明显增厚。在内高压成形的三通铝合金管在几何尺寸及壁厚分布方面,实验结果与有限元模拟值基本吻合。     

内压对Y型三通管内高压成形影响研究

利用数值模拟对Y型三通管内高压成形过程进行了研究,研究了87MPa～145MPa范围内5条不同内压的加载路径的成形过程,分析了过渡区内凹、支管高度不足等缺陷产生的原因和内压为116MPa时零件成形过程中典型位置的壁厚变化,以及内压对零件壁厚分布的影响。数值模拟结果表明,106MPa～126MPa为成形Y型三通管合适的压力区间,但不同内压成形的零件最小壁厚不同。     

管件液压成形加载路径的多目标优化

在管件液压成形过程中,加载路径对成形过程的影响最为重要。文章给出了一种新的加载路径优化方法,即精英保留非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)与成形数值模拟软件集成,实现对加载路径的自动寻优。该方法通过优化算法程序修改加载路径,自动调用数值模拟软件进行分析,在更大的解空间内自动寻找最优方案。文中以某汽车仪表板梁为例,采用该方法对液压成形中的加载路径进行优化分析。结果表明,通过该方法所获取的加载路径较通过人工寻优所获取的加载路径更趋于最优。另外,该方法一次运算能够同时获取多个Pareto最优解,可为加载路径的制订和设计人员的决策,提供更多的选择。     

飞机铝合金双曲度蒙皮充液成形的数值模拟与试验

针对某型飞机上蒙皮零件,基于有限元分析软件Dynaform,对主动式充液成形和被动式充液成形两种方案进行了数值模拟对比分析。根据数值模拟结果,认为该零件较适合采用主动式充液成形,其次,通过修改工艺补充面和优化成形工艺参数,有效地控制零件的最大减薄量。同时,保证一定的减薄量,使板料达到塑性变形状态,从而有效减小回弹。再通过回弹分析,根据回弹量计算结果,运用Think Design软件对模具型面进行回弹补偿,将回弹量控制在合格范围内。最终通过实际试模,验证了数值模拟的准确性及适用性,加工出表面质量良好、精度满足要求的合格产品。     

汽车前防撞梁的热冲压成形数值模拟与试验

采用LS-DYNA软件,对汽车前防撞梁的热成形工艺进行数值模拟分析,计算了在两种摩擦条件下热成形过程中零件的温度场、应力场、减薄率和FLD,预测了零件的成形性能.根据模拟结果开发了热成形模具,冲压出热成形前防撞梁零件,将数值模拟结果和试验结果进行对比,两者基本吻合,变化趋势相同.结果显示,摩擦状态对热成形工艺的成形性能影响较大.     

轿车底盘前梁内高压成形试验研究

内高压成形的弯曲轴线多边形空心变截面结构件能够满足减重、节约空间以及提高强度和刚度的要求,使其成为汽车制造业以及航空航天领域的理想结构件.但弯曲轴线多边形截面构件内高压成形的不均匀变形问题是影响开裂及壁厚分布不均匀的一个重要原因.本文以轿车底盘前梁为例,采用实验方法研究了弯曲轴线多边形截面构件内高压成形的不均匀变形问题,分析了各种开裂缺陷产生的原因,给出圆角大小和成形压力之间的关系及成形件的壁厚分布.研究结果表明,弯曲工序引起的壁厚减薄和增厚导致的坯料不均匀以及复杂截面的周向变形不均匀,是导致内高压开裂及壁厚分布不均匀的主要原因,通过合理的预成形形状可以有效控制内高压成形的变形均匀性,成形出壁厚分布均匀的合格零件.     

Y型三通管热态内高压成形多目标参数优化

基于Dynaform软件平台,建立Y型三通管热态内高压成形的三维弹塑性有限元模型.以左右冲头进给量、中间冲头后退量和内压力为因子,设计了正交试验方案,运用数值模拟分析方法,得到了三通管在不同加载路径下的支管高度和最小壁厚两个目标参数.探讨了各因素影响指标的主次顺序,采用综合平衡方法,获得了优化的加载路径.结果表明:通过优化的工艺方案可以得到综合质量较高的的Y型三通管.