EXPERIMENTAL TESTING OF DRAW-BEAD RESTRAINING FORCE IN SHEET METAL FORMING

Due to complexities of draw-bead restraining force calculated according to theory and depending on sheet metal forming properties experiment testing system, a simplified method to calculate draw-bead restraining force is put forward by experimental method in cup-shaped drawing process. The experimental results were compared with numerical results and proved agreement. It shows the method is effective.

基于FLD成形极限理论的盒型冲压件质量控制的研究

为研究复杂盒形件成型质量的控制,使用USIBOR1500高强钢,通过SIS系统建立了盒形件有限元模型,对冲压过程进行了仿真模拟,通过在压料板上添加拉延筋结构对比成形结果,分析拉延筋对盒形件冲压成形的影响。仿真结果表明,通过增加拉延筋可以改变材料流动,减少拉延过程中材料起皱的程度。同时,提取了冲压成形过程中的行程曲线,确定拉延过程所需成形力和压边力大小,为模具设计提供依据,也可为其他同类冲压制件的成形提供参考。

汽车隔热罩逆向造型及拉深工艺研究

逆向成型技术已成为现代制造业加工的重要手段之一,利用逆向成型技术,以汽车发动机及排气系统中的某隔热罩为研究对象,利用三维扫描仪对隔热罩进行扫描反求,获得点云数据,利用Geomagic Wrap软件对模型进行点云处理和优化改善,再利用Geomagic Design X软件对隔热罩模型进行逆向造型。在有限元分析软件中研究隔热罩的成形过程,分析冲压速度、拉延筋形状、模具间隙、压边力、摩擦润滑条件等工艺参数,研究其对隔热罩的拉深成形的应变和成形极限等结果的影响,调整拉深方式、拉延筋形状、坯料形状等,选出最佳的成形方法和工艺参数,对试制零件进行检测分析,验证试验结果。

ST16薄壁曲面件拉深成形起皱规律

采用ST16钢板,以直径为Φ200 mm、厚径比为0.5%的球形薄壁曲面件作为研究对象,通过数值模拟和工艺实验研究了拉延筋与压边力耦合作用下薄壁曲面件的起皱规律。结果表明,无拉延筋时需要4 MPa的压边力才能抑制起皱缺陷;使用拉延筋时仅需1 MPa压边力即可抑制起皱,通过设置拉延筋可以大幅降低压边力。大的拉延筋中心距更利于抑制起皱,但会加重壁厚减薄。选择合适的拉延筋中心距可以在抑制起皱的同时调控壁厚均匀性,最终实验试件的最大壁厚减薄率仅为10.4%。

汽车后地板拉延件成形裕度提升及参数优化研究

目的提升拉延工艺处理后汽车后地板零件的成形裕度,优化成形参数。方法首先,设置初始拉延工艺参数:压边力为807kN、摩擦因数为0.135、压边圈行程为205mm、成形力为3572kN,基于Autoform软件对后地板的拉延工艺进行数值模拟。其次,利用全场网格应变测量技术对试冲件进行全场测量,获得全场成形裕度云图、成形极限图、减薄云图。最后,调节压边力与拉延筋深度及圆角半径,优化拉延工艺的成形参数。结果通过模拟获得了零件的潜在风险区域位置,零件的最大减薄率为24.10%、全场成形裕度均小于10%;测量结果表明,最大成形裕度为-9.29%。对风险区域进行模具圆角抛光后,最大成形裕度达到-10.65%。通过综合分析测量结果与模拟结果可知,采用压边力为782kN、B处拉延筋圆角半径为4.5mm、拉延筋深度为4.5 mm等成形参数,试冲得到的零件无开裂和起皱缺陷,成形裕度最大值为-14.33%,满足大规模生产需要。结论利用数值模拟结合全场网格应变测量技术指导修模作业并优化工艺参数,可以有效提升模具的调试效率。

异型曲面零件加工工艺及缺陷控制

以厚度为1mm的5A02异型曲面零件为研究对象,借助Dynaform有限元分析软件对拉深成型过程进行数值模拟,分析加工过程中的起皱失稳和破裂失稳现象,通过对工艺补充面的设计、坯料外形和拉深筋结构等进行优化,并据此设计了模具结构。研究结果表明,拉深筋对其拉深效果影响较大,并在易起皱区域(框形及凹陷处)设置圆角半径为6mm的凸筋,可以使减薄率减少到10%,增厚达到2%,有效抑制了褶皱及开裂共存缺陷。通过试验将上述结果应用于实际生产中,改善了零件的成型表面质量,缩短了拉深成型模具的调试周期,提高了生产效率。

多元非线性回归的铝合金覆盖件成形模拟优化设计

使用3参数Barlat-Lian屈服准则,通过Dynaform软件模拟铝合金覆盖件保护梁的拉深成形,获得拉深筋截面凸筋圆角半径、拉深筋的高度与最大等效应力、最大变薄率之间的关系数据;通过多元非线性回归处理数据,分别建立拉深筋的凸筋截面尺寸与最大等效应力、最大变薄率的目标函数数学模型。通过加权将多目标函数优化转化为单目标优化数学模型,优化求出凸筋截面尺寸的优化解。模拟验证覆盖件的成形,获得了满足设计要求的结果。

差厚拼焊板盒形件成形影响因素及焊缝移动规律

研究了拼焊板厚度组合、强度组合及成形过程中焊缝移动问题。通过数值模拟技术,建立了有拉延筋和没有拉延筋情况下的有限元模型,分析了不同板厚组合和不同强度组合对拼焊板成形性的影响,同时分析了拉延筋对焊缝移动量的影响,揭示这些因素影响成形性能的一般规律,提出一种减少焊缝移动的方法。研究结果表明:差厚板薄板与厚板的厚度比值取不低于0.5时,有利于成形极限的提高;对于不同强度组合的差厚拼焊板,在无拉延筋时厚板侧选用低强度,在有拉延筋时,薄板侧选用低强度,强度比值不低于3.0时,拼焊板的成形极限趋于基本稳定;在拼焊板的成形过程中,拉延筋能减少强度差对拼焊板成形性的影响,也能减少焊缝的移动量。应用实践表明,诸如汽车后地板类覆盖件零件,沿焊缝垂直方向设计一条加强槛(筋)能有效增加零件刚度和减少焊缝移动。

基于Dynaform汽车前纵梁延伸件的数值模拟及优化

针对汽车汽车前纵梁延伸件,以板料成形非线性有限元分析软件eta/DYNAFORM为平台,对其冲压成形过程进行数值模拟,得到了成形工艺未优化前的成形极限图。根据模拟结果对拉延型面以及拉延筋进行改进、优化,最终消除成形过程中的缺陷。将优化结果用于指导实际生产,得到了符合质量要求的拉延零件。

基于Dynaform软件的汽车内衬板冲压成形模拟

针对汽车覆盖件冲压成形后会出现起皱、拉裂等各种缺陷问题,以汽车覆盖件中最常用的内衬板为研究对象对其进行冲压仿真.详细阐述了用Dynaform5.6软件实现板料成形有限元仿真的基本步骤及修正方法.模拟结果表明,所出现的起皱现象及增厚率都超出了允许范围,并提出在凹模入口处设置拉延筋以平衡材料流入量的修正方法,修正后的模拟结果基本理想.所阐述的板材冲压数值模拟方法,可显著降低模具加工成本和制作周期,为模具设计提供参考.

等效拉深筋在钣金成形数值模拟中的设置及优化

采用有限元软件模拟了某汽车内饰板的拉深成形过程,通过设置等效拉深筋作为材料流动控制手段。首先通过对某简单形状零件拉深成形过程的模拟得出拉深筋参数的设置对模拟结果的影响规律,然后对内饰板拉深筋模型进行多次模拟和修改,通过在容易起皱的区域布置双重拉深筋作为最终的拉深成形优化方案,改善了零件表面的成形质量,能获得成形质量良好的拉深件。

合金化热镀锌微观组织对镀层抗粉化性能的影响

应用扫描电镜对镀层微观组织进行观察 ,并通过对不同镀层铁含量的合金化板进行粉化性能测定 ,研究了在不同合金化程度的条件下 ,镀层组织对镀层抗粉化性能的影响。

热水器封头零件拉深工艺研究

由于热水器封头顶部曲面形状,其拉伸工艺参数只能通过反复的试验才能确定,费工费力。应用有限元Dynaform软件对热水器封头的拉深工艺进行了有限元分析,研究了压边力、拉延筋设置、毛坯尺寸等参数对热水器封头成形质量的影响规律;针对原工艺的不足,提出了采用小尺寸毛坯和环形半圆形拉延筋改进的新工艺方案。它能显著降低压边力、提高拉深件的可成形性和成形质量,同时也能提高材料利用率。

基于灰色系统理论的铝合金覆盖件成形优化模拟

以压边力、拉深筋高度、凸筋圆角半径、凹筋圆角半径为自变量,进行四因素四水平的正交试验,模拟铝合金覆盖件成形,获得成形工艺参数与破裂、起皱、厚度最大变薄率等质量数据的目标函数。利用灰色系统理论,分别计算得到成形工艺参数对单目标函数的关联系数和多目标函数的关联度,多目标优化将转换为单目标优化问题。进一步计算各成形工艺参数的平均关联度,获得优化的压边力、拉深筋截面几何参数,以此进行有限元模拟验证,优化的结果为变形均匀,表明成形的质量明显提高。

曲面扁壳类汽车覆盖件刚度的控制机制研究

为有效控制和提高汽车覆盖件的刚度,以能够代表汽车覆盖件曲面特点的柱面扁壳件和双曲扁壳件为研究对象,采用数值模拟和试验相结合的方法,深入分析零件在成形过程中拉深筋、拉深深度及压边力对刚度的影响规律,并通过分析扁壳件成形后应力应变分布特点,揭示工艺条件对刚度的影响机制.研究表明:刚度随着压边力的增大而增大,增设拉深筋有助于提高曲面扁壳件的刚度;刚度随着拉深深度的增加而增大;工艺条件的改变可以增大塑性应变量,减少残余应力,并减少回弹,提高刚度.

基于FEA的拼焊板轿车中立柱拉延成形

运用DYNAFORM软件,对轿车侧围激光拼焊板中立柱进行冲压成形有限元数值模拟研究。通过观察成形极限图和厚度分布图对零件进行成形缺陷分析。针对成形结果中出现的拉裂、起皱和减薄等缺陷问题,采用调整成形工艺参数以及设置等效拉深筋的方法改善使成形结果,并根据仿真分析的结果,提出改进及优化工艺的方案。利用数值模拟过程中优化的工艺参数,进行实际零件的拉延成形实验,得到了质量较好的成形零件。研究结果表明:拼焊板焊缝模型的选取、板坯及工具网格的划分直接影响数值模拟的精度;冲压速度、压边力和拉深筋等工艺参数的选取直接影响零件的拉延成形,尤其是通过对拉深筋阻力的调节,平衡了材料的流动,解决了用调节压边力的方法无法解决的拼焊板零件成形问题。

基于拉延筋和压边力的差厚拼焊板拉延成形回弹预测与控制

利用有限元模拟预测了拉延筋和压边力对双焊缝差厚拼焊板汽车纵梁成形回弹的影响。找出了成形中减少回弹的方法。结果显示,设置拉延筋或增大压边力可以在一定程度上减小回弹量。在设置拉延筋和总压边力不变的条件下,在不同厚度板料部分施加不同的压边力使回弹得到了有效控制。

冲压件侧壁卷曲的机理及控制

侧壁卷曲现象存在于带法兰零件的弯曲和拉深工序中,其导致的冲压件尺寸和形状偏差会给零件的后续焊接和装配造成困难。该文通过分析零件变形过程及最终应力分布,解释了侧壁卷曲现象的成因。通过有限元模拟,对比压边力和施加方式对侧壁卷曲现象的影响。结果表明,单纯增加压边力不能减少侧壁卷曲,理想情况是分两步施加压边力,行程开始时施加较小的压边力,在行程结束前很小的行程内施加较大的压边力。提出采用浮动拉延筋工艺可获得理想的压边力模型以减小零件的侧壁卷曲。为验证所提出的工艺,制作相应的模具进行带法兰U形件的成形,结果表明,该新型工艺简单易行,能有效减小侧壁卷曲。

等效拉延筋在板料成形毛坯设计中的应用研究

研究了等效拉延筋在板料成形毛坯设计中的应用 ,提出利用反向方法结合等效拉延筋进行毛坯设计的设计思想。并通过实例的研究表明设计的毛坯是合理的 ,同时也表明结合等效拉延筋的毛坯设计方法可以用于大型覆盖件的毛坯设计。

使用环形筋拉深时各阶段径向应力分析

以半圆筋为例,分析得到了使用拉深筋拉深曲面零件时,拉深各阶段凹模入口的径向应力公式,并且对拉深各位置段的平均应力强度进行了求解,为开发曲面零件拉深应用软件奠定了理论基础。