ST12钢的成形性能的研究

凸耳实验和锥杯实验是研究材料成形性能的一个重要手段。应用BCS-AR50试验机分别对ST12和DP590钢进行了凸耳实验和锥杯实验,研究了不同材料和板料直径对凸耳、锥杯实验的影响。结果表明,常温下ST12钢的凸耳率和锥杯值大于DP590钢,并据此确定了极限拉深系数;利用有限元软件模拟了凸耳实验和锥杯实验过程,预测了失效区域并分析了锥杯破裂的原因。     

各向异性ZK60镁合金板材拉深成形过程中凸耳行为研究

利用电子背散射衍射(EBSD)成像技术,分析了各向异性ZK60镁合金板材原始织构类型;采用单向拉伸实验和拉深实验,研究了ZK60镁合金板材的各向异性行为。通过实验研究了ZK60镁合金板材拉深成形过程的凸耳形成及演变规律。结果表明:拉深件的平均凸耳率随着成形温度的升高而增大,这与平面各向异性系数Δr有密切关系;平均凸耳率随拉深比的增大呈先增大后减小的变化趋势;拉深件凸模圆角部位与轧制方向呈45°的厚向应变高于0°和90°方向,其原因在于该方向具有最大的塑性应变比r;拉深件筒壁减薄区0°方向的厚向应变小于45°和90°方向,其原因在于该方向具有最小的塑性应变比r。     

镁铝层合板拉深成形性能的试验研究

采用正交试验设计,对镁铝层合板进行了不同成形条件下的拉深试验,研究了成形温度、凸模温度、拉深速度和凹模圆角半径对板料成形性能的影响。结果表明:在成形温度是最重要的影响因素的基础上,不同成形温度下其他条件的影响程度有所不同,凸模温度和凹模圆角半径较拉深速度更为重要;在镁合金最佳成形温度范围内,层合板极限拉深比在200℃达到最大,且高于镁合金单板极限拉深比,铝合金的包覆对于改善镁合金的成形性能有很重要的影响。     

压边力对IF钢极限拉深比的影响

采用拉深试验方法对IF钢进行了不同压边力下的拉深试验,探讨了极限拉深比与压边力的关系,并得到了描述IF钢极限拉深比和压边力的数学关系式。研究认为,极限拉深比与压边力的关系可分为两个阶段,在第1阶段,随着极限拉深比的增大,压边力急剧下降;在第2阶段,随着极限拉深比的增大,压边力下降平缓,并逐渐趋于一定值。     

B1500HS高强钢板热成形极限研究及应用

建立了高强钢板B1500HS等温成形极限有限元模型。采用最大凸模力法结合应变路径转变法的综合集中缩颈失效判据,分别建立了成形温度为650、700、800、900℃时的成形极限曲线。在此基础上,利用ABAQUS有限元模拟软件对高强钢板B1500HS进行了等温Swift拉深试验(冲杯试验)破裂失效的预测,并在相应条件下对试验结果进行了验证。结果表明,高强钢板B1500HS成形极限随温度的增加而增大;并在650、700℃时钢具有最大等温极限拉深比,而在900℃时钢的等温极限拉深比最小。     

冲压速度对双相钢B340/590DP拉深成形性能的影响

运用数值模拟和拉深实验研究了不同冲压速度对双相钢B340/590DP板材拉深极限系数的影响。数值模拟显示,随着冲压速度由10 mm·s~(-1)增加到60 mm·s~(-1),0.8 mm厚的板料减薄率由11.473%增大到16.638%。相同工艺参数的伺服压力机对板料进行拉深实验的结果表明,冲压速度大于60 mm·s~(-1)时,易在成形中出现拉裂现象,数值模拟有限元模型得到的成形极限性能与实际拉深实验数据有较好的一致性。对滑块的运动速度轨迹进行控制的拉深成形模式下,拉深深度超过10 mm时再调高冲压速度,可以减少拉裂、起皱等缺陷。在伺服压力机的使用中合理地设置初始和后续成形速度,能提高拉深成形的极限速度,从而提高加工成形效率。     

AZ31镁合金板材温热冲压数值模拟与实验研究

采用Gleeble3500热模拟实验机进行了单向拉伸实验,分析了AZ31镁合金板材的力学性能;以此实验数据为基础,对温热冲压过程进行了数值模拟,研究了拉深温度、压边力等工艺因素对镁合金板材成形性能的影响;通过极限拉深比实验,对数值模拟结果进行了实验验证。结果表明:在极限拉深温度150℃,极限拉深速度15 mm/s,固定压边力的工艺条件下,极限拉深比能够达到2.5。模拟结果表明:模拟结果和实验结果具有良好的一致性;采用变压边力可以明显提高板材的冲压性能,极限拉深比将达到5.0。     

基于载荷下降法的双相钢DP590拉深减薄率研究

采用载荷下降法研究了双相钢DP590在不同压边力下拉深成形的减薄率。采用BCS-50AR通用板材成形性试验机进行有无润滑条件的对比拉深试验,获得成形力-凸模位移关系曲线。试验结果发现,拉深件凸缘部位和凹模圆角处的润滑有利于拉深成形,而无润滑条件下的拉深容易破裂。拉深件凸缘部位增厚,凹模圆角处和筒壁部位均有不同程度的减薄。危险断面处的减薄率最大,破裂情况下的最小减薄率为28.6%,无破裂情况下的最大减薄率为19.3%,达到实际生产要求。     

拉深筋对金属板材成形极限的影响

为了提高拉深成形数值模拟中破裂缺陷的预测精度,针对拉深成形工艺中拉深筋对金属板材成形性的影响展开了研究。设计加工了3种不同高度的凸筋镶块和3种不同肩圆角半径的凹筋镶块,将凸筋镶块与凹筋镶块组合出不同截面尺寸的拉深筋,然后并将金属板材拉过拉深筋,然后分析了过筋产生的预应变以及拉深筋的截面几何参数对板材成形极限的影响规律。结果表明,板材流过拉深筋后,板材的成形极限提高,成形极限曲线在应变空间中向上偏移。在任意一组拉深筋镶块的作用下,成形极限曲线的偏移量与过筋产生的预应变近似呈线性关系;在不同尺寸的拉深筋镶块产生相同大小的预应变时,成形极限曲线的偏移量随着拉深筋高度的增大而增大,随着肩圆角半径的增大而减小。     

双相钢的成形与断裂极限性能分析

为分析双相钢的变形与断裂行为、评估其成形性能,以典型双相钢DP780和DP600为研究对象,采用实验与计算方法得到了两种双相钢材料的成形极限曲线和断裂极限曲线,通过观测不同应变路径状态下试样的断裂形态,分析材料成形极限与断裂极限曲线,并与传统低合金高强钢比较,研究了双相钢材料不同应变路径下的变形特性。结果表明:随着应变路径状态由单向拉伸向双向拉伸变化,双相钢的断裂主应变逐渐降低,且在断裂前会有明显的颈缩阶段,而当应变路径为双向等拉状态时,材料在断裂前无颈缩特征出现,表现为脆性断裂,这与传统低合金高强钢不同,双相钢的这一特性应主要由双相钢的铁素体和马氏体软硬两相组织决定。     

摩擦系数对DP780钢拉深成形极限的影响

首先对DP780试样进行圆杯拉深试验,获得DP780试样的极限拉深深度。然后建立圆杯拉深试验的有限元模型,定量分析摩擦系数变化对DP780钢拉深成形应力应变演化的影响规律。最后将拉深试验和有限元仿真相结合,利用CockcroftLatham准则对不同摩擦系数下的DP780钢拉深成形极限进行预测和比较,定量获得摩擦系数对极限拉深深度和极限应变的影响规律。结果表明,极限应变不能用于评价拉深成形极限,应采用极限拉深深度。板料与凹模和压边圈间的摩擦系数越大,DP780钢的极限拉深深度越小,板料与凸模间的摩擦系数对极限拉深深度影响较小。为了提高DP780钢的拉深成形极限,应尽量减少板料与模具间的摩擦系数,且重点关注板料与凹模和压边圈间的摩擦系数。     

Ti-6Al-4V高强钛合金的热拉深成形

采用模内加热的方式,研究了不同加热温度和工艺条件下0. 8 mm厚Ti-6Al-4V高强钛合金板的拉深成形情况,探讨了不同因素对Ti-6Al-4V高强钛合金薄板的拉深成形影响。结果表明:温度是影响Ti-6Al-4V高强钛合金板拉深成形的关键因素,随着温度的升高,材料的拉深性能提高,在800℃时,极限拉深比达到最大值,较临界拉深温度300℃时的极限拉深比提高了45. 86%,极限拉深尺寸提高了45. 45%;随着温度的升高,拉深件的减薄率降低,厚度更加均匀。此外,压边力、润滑条件和冲压速度的变化对Ti-6Al-4V高强钛合金板的成形情况也具有较大影响。     

DP780钢无凸缘圆筒件极限拉深系数及网格划分方式研究

采用数值模拟试验和物理试验相结合的方法,研究了DP780双相高强钢板无凸缘圆筒件拉深系数的变化规律。数值模拟试验基于Dynaform5.9平台进行,采用不同的网格划分方式对DP780双相高强钢拉深成形性的影响进行了试验分析,并根据试验获得了DP780双相高强钢的极限拉深系数,最后通过物理试验验证了数值模拟试验结果。     

5083铝合金板在不同温度下的伸长率及拉胀成形极限

通过在不同变形温度和变形速率下进行单向拉伸实验,得到5083铝合金板材的伸长率变化规律,变形速率为1 mm·min~(-1)、变形温度为350℃时,伸长率达到最大值131%。运用Dynaform模拟5083铝合金板材在不同温度下的温成形实验,并利用自行设计的温成形实验装置进行实验验证,得到了不同温度下数值模拟和物理实验的成形极限图,对比发现:随着温度的增加,铝合金板的胀形极限增加,在300℃时材料的成形极限最高。最后,模拟了5083铝合金板材在不同温度下的温拉深破裂实验,并利用铝合金板温成形实验装置进行实验验证,得到了不同温度下的板料拉深极限直径,计算出不同温度下的极限拉深系数。研究表明,极限拉深系数随着温度的增加呈高-低-高的变化规律,5083铝合金板的温成形最佳温度为250℃。     

压边圈类型对5182-O铝合金薄板室温拉深性能的影响（英文）

采用平面和曲面两种压边圈来研究压边圈类型对5182-O铝合金板材室温拉深性能的影响。通过光学显微镜(OM)来研究铝合金板材的显微组织。结果表明:使用平面压边圈的极限拉深比为1.7,而且拉深杯出现了严重的制耳。相比之下,使用曲面压边圈,板材的极限拉深比提高到2.0。曲面压边圈提供的压边力能弱化制耳,阻止板材法兰起皱,这是因为板材在曲面压边圈作用下,在不同方向的流动更均匀。     

SUSXM7含铜不锈钢冲压成形性能研究

通过拉深、扩孔、杯突等模拟成形试验,研究了含铜不锈钢SUSXM7的冲压成形性能,并与通用不锈钢SUS304进行了对比。试验结果表明:相同板厚的SUSXM7不锈钢和SUS304不锈钢的极限拉深比LDR、杯突值非常接近,两种材料的拉深性能和胀形性能基本相同;相同板厚的SUSXM7不锈钢的扩孔率λ比SUS304不锈钢高很多,其翻边性能优于SUS304。两种材料的硬化指数n和塑性应变比r的不同以及拉深、扩孔、杯突等模拟成形过程中危险区材料的应力状态,决定了材料在拉深性能、胀形性能、翻边性能等方面的异同。     

先进高强度钢拉深工艺参数优化

以厚度为0.8 mm的DP1180先进高强度钢板料拉深成形为例,利用HIF-60小松伺服压力机的拉深成形系统速度和压边力可调的特点,对其进行拉深极限测定实验。通过室温下的拉深实验得到了该板料在室温下的极限拉深直径为Ф54.50 mm,极限拉深比LDR为2.07。通过只改变单一变量,进一步研究了在不同的压边力、冲压速度以及润滑条件下的极限拉深直径,以及对应的各工艺参数下的LDR值。通过正交实验来设计优化方案,通过方差分析得到了影响先进高强度钢DP1180拉深工艺的因素的主次顺序为:压边力润滑冲压速度,通过极差分析得到了最优参数组合为:压边力为10 kN、采用油脂润滑、冲压速度为5 mm·s~(-1)。对优化后的参数组合进行验证,实验表明:优化后的拉深成形件成形效果良好,无明显缺陷,且室温下的极限拉深直径增大为Ф55.75 mm,极限拉深比增大为2.12。     

镁/铝合金双金属叠层板的拉深性能

镁/铝合金双金属叠层板兼具镁合金与铝合金两种金属材料的优势,可用于生产同时具有良好耐腐蚀性、轻量化及减震性的产品。而钣金件的生产通常都包括拉深成形,因此首先采用DYNAFORM软件模拟镁/铝双金属叠层板的拉深过程,模拟结果表明,镁板与拉深凸模接触时,镁/铝双金属叠层板的拉深性能较好。利用自制的温热拉深模具对不同厚度AZ31镁合金/1060铝合金双金属叠层板在100~270℃温度范围内进行拉深实验,研究板坯厚度、成形温度等因素对镁/铝双金属叠层板拉深性能的影响,并分析拉深后得到的筒形件的壁厚分布。结果表明,拉深过程中的最大拉深力随着叠层板板厚的增加、板坯成形温度的降低而增大;双金属叠层板拉裂的危险区域与单金属板拉深一样出现在凸模圆角处。与镁合金、铝合金单层板拉深相比,镁/铝双金属叠层板拉深使筒形件的凸耳减小。     

不对称盒形件落料拉深复合模设计

以往资料对不对称盒形件拉深工艺介绍较少，带凸耳不对称盒形件与通常说的不对称盒形件又有所不同。图１为一带凸耳不对称盒形件，该件可分为图１两体，上半部分为凸耳，下半部分为盒形。经工艺参数计算后，一次拉深有一定难度，再加上有一凸耳，使拉深成形难度加大。起初...     

2A12硬铝合金板热拉深成形极限图研究

通过自主设计的热拉深成形专用模具,进行了在350~450℃范围内的2A12硬铝合金极限应变实验,并获得了其在该温度范围内的成形极限图,进而分析了在热拉深成形过程中温度对2A12硬铝合金成形极限的影响规律。基于MSC.MARC软件,分别应用最大载荷判断法、应变路径法以及二者相结合的3种失稳准则,对板材热拉深成形极限进行数值模拟分析。通过将数值模拟结果和实验结果进行对比,发现基于二者相结合的方法与实验结果吻合较好。并且基于不同的温度建立了2A12硬铝合金的热拉深成形极限的预测模型,为2A12硬铝合金在不同温度下进行构件实验奠定了理论基础。