Numerical analysis of dimension precision of U-shaped aluminium profile rotary stretch bending

In order to enhance the dimension precision of bent part, advanced bending technologies is requested recently. Rotary stretch bending（RSB） is a suitable technology to realize high precision of bent part. The effect of processing parameters, namely the side pressure and the stretching force, on the dimension precision of aluminium profile RSB part was studied by finite element method. The numerical simulation of the U-shaped aluminium profile RSB was carried out, and the validity of the simulation was checked. Parametric analysis shows that the section distortion of the U-shaped profile LY 12M bent part decreases with the increasing of the side pressure, whereas the springback of curvature increases, and that both of the section distortion and the springback of curvature decrease with the increasing of the stretching force, moreover, the uniformity of curvature of the bent part is clearly enhanced with the increasing of the stretching force. The results above prove that RSB technology can better improve the dimension precision of aluminium profile bent part.     

复杂产品制造精度控制的数字化方法及其发展趋势

汽车车身、发动机等复杂产品通常要经历数十道乃至上百道加工工序,零件毛坯偏差、机床误差、夹具定位误差以及操作、环境等因素引起的误差在制造过程中传递和累积形成产品综合偏差,并最终影响产品整体性能和市场竞争力。面向工艺设计的线外质量控制,根据产品结构和质量要求,确定制造过程工位布置以及工艺参数;面向工艺过程控制的线内质量控制,则根据制造过程中所出现的尺寸偏差问题,确定尺寸偏差根源并采取相应工艺控制措施,两者相辅相成共同推动制造质量的提升。数字化方法是实现产品制造精度控制的关键。结合汽车车身、发动机制造精度控制的理论研究和工程实践,阐述复杂产品制造精度控制的科学内涵和技术要点。基于描述多工位制造过程偏差产生、传递、累积与湮没的偏差流理论,提出复杂产品制造精度数字化控制的总体框架。从数字化工艺设计和数据驱动的工序控制两方面,总结和归纳面向线外质量控制的产品制造工艺数字化设计方法和面向线内质量控制的复杂产品制造工艺过程控制方法。针对高端装备和高性能产品的制造需求,展望了复杂产品质量控制的发展趋势。     

金属板料各向异性断裂模型及断裂实验研究进展

对金属板料各向异性断裂模型及断裂实验目前的研究进展进行了综述和分析,指出细观损伤力学模型通过考虑基体的塑性各向异性,孔洞的形状、大小及空间分布来描述变形过程中损伤的各向异性演化;连续介质损伤力学模型(CDM)通过将标量形式的损伤因子替换成一个损伤张量来描述材料的各向异性损伤;非耦合型各向异性断裂模型通过改变等效塑性应变增量的度量方法或对应力张量进行线性变换两种方法来描述材料的各向异性断裂。可以通过设计一系列具有不同几何形状的试样或者通过在试样边界上施加不同的载荷组合这两种途径来实现不同应力状态下的断裂实验。此外,开展金属板料厚度方向的实验是今后发展的一个重要方向。     

航天结构产品精确高效制造工程展望北大核心CSSCI

我国航天产业化发展及市场需求的快速增长对航天结构产品的制造能力提出了挑战,实现由传统研制型的面向单件生产的"一对一验合协调"方式向面向批量生产型的"批次性互换协调"方式的转变是推动航天结构产品制造能力提升的关键。在分析国内航天结构产品制造技术现状和汽车车身制造2mm工程成功经验的基础上,阐述了航天结构产品制造形性控制的特殊性,提出了开展航天结构产品精确高效制造工程的研究思路和技术体系,并给出了运载火箭箭体结构精确高效制造的重点研究内容。     

介观尺度微型铣床开发及性能试验

针对微机电系统(Microeletro mechanical system, MEMS)技术和超精密加工技术局限,开展面向介观尺度微细铣削技术的研究。首先根据介观尺度铣削的加工特点,对其机理研究的关键问题进行详细的分析和讨论,提出微细铣削理论的研究重点及研究方法。然后在分析微细铣削成形条件和加工要求的基础上,开发微型铣床系统,并对系统各组成子系统及性能指标进行描述。最后开展机床加工性能评估试验,通过精度测量、误差分析和误差补偿提高工作台的定位精度达到1.62 μm,采用直径0.127 mm铣刀开展微铣削试验,通过表面粗糙度测量和同心圆切削试验评估机床的加工精度,在此基础上通过复杂零件加工实例进一步说明机床的加工能力,论证小型化机床加工技术的可行性和实用性。     

基于汽车碰撞仿真的点焊连接关系有限元模拟方法

针对现在一般汽车碰撞有限元模型采用刚性梁作为点焊连接关系的模拟方法,通过仿真计算和参数影响分析,发现网格大小以及刚性梁与相连平面的夹角对于点焊的失效时间有着很大的影响,采用刚性梁单元模拟点焊连接关系是不稳定、不可靠的。提出以不依赖网格节点的弹—塑性梁作为点焊连接的有限元模拟方法,并经过仿真结果对比,发现弹—塑性梁单元对小网格尺寸不敏感,对于点焊失效时间的模拟是稳定、可靠的,因而更加适合在汽车碰撞仿真中对点焊连接关系进行模拟。     

直缝焊管液压成形极限理论预测模型

直缝焊管广泛应用于汽车车身管状零件液压成形中,焊接区影响着焊管塑性变形规律,准确评价焊管缩颈或破裂现象是工程上倍受关注的问题。基于金相分析法和显微硬度测量法分析高频感应焊管的结构特征,并根据液压成形条件下高频感应焊管的变形特点,提出一种用于计算直缝焊管液压成形极限的理论方法。基于该方法,选用Swift硬化方程和Hill屈服准则推导出直缝焊管液压成形极限理论预测模型,在已知焊管(包含焊接区和基体区)材料性能参数条件下可获得直缝焊管液压成形极限图。运用此理论预测模型,计算出QSTE340高频感应焊管的液压成形极限图。成形极限的计算结果与试验对比表明,二者吻合较好,这证明所建立的直缝焊管液压成形极限的理论预测模型是正确的。     

面向大规模定制的结构件标准化方法研究

对于面向大规模定制的产品族设计，实现结构件的标准化和共享具有重要意义。研究了一种产品族结构件标准化方法，结合形状特征建模技术，以形状特征的相似分析为基础，重点探讨了结构件主特征体系和辅特征体系的标准化过程，并确定了相应的算法。实例证明，该方法能有效减少产品族结构件的种类，提高其通用性。     

层状装配系统的自动装配规划研究

对计算机自动装配规划进行了研究,从最底层零件间的优先关系矩阵出发,研究了串联、并联子装配体的识别和检验算法、高层装配体间的优先关系收缩矩阵算法以及装配系列的自动生成算法。通过算法在汽车车身后地板装配实例中的应用,对算法的有效性和实用性进行了验证。研究的算法可自动实现层状装配系统的计算机自动规划,可广泛应用于汽车、机器人及其他各种多零件机械体的装配顺序规划。     

基于敏感度分析的多工位薄板装配过程测点优化设计

提出了一种多工位薄板装配过程测点优化设计方法。该方法利用薄板装配偏差流传递的状态空间模型确定优化设计的目标函数,采用遗传算法实现测点在多工位间坐标位置的优化设计。装配过程实验表明,该优化方法显著提高了测量数据对夹具定位偏差反应的敏感度,有助于在夹具定位偏差产生的早期发现问题,避免因夹具定位偏差引起的产品质量缺陷。