MULTIPOINT BLANK HOLDER FORCE CONTROL IN HYDROFORMING OF FUEL TANK

The study of multipoint blank holder force（BHF） control is carried out for hydroforming a complicated shape motorcycle fuel tank. By finite element method （FEM） simulation, the configuration of multipoint blank holder cylinders and the setting of local BHF are optimized, and the influences of the multipoint BHF on the hydromechanical deep drawing and conventional hydroforming processes are studied. The desired fluid pressure and whole BHF are predicted for hydromechanical deep drawing process. Finally, simulation results are testified by forming experiment, and they are in agreement very well.

Blank Holder Force Control System Driven by Servo-Motor

Blank holder force (BHF) control is used to prevent wrinkles of sheet metal in deep drawing process. Based on a novel conception of BHF control technique driven by servo-motor, a new BHF device with six-bar linkage mechanism has been designed and manufactured. Whole control system of the new BHF technique was developed, and the basic structure of the hardware configuration of the system was given. Software analysis, implementation and division of the functional modules have been done. Also, the control software in data acquisition and processing module has been developed in the relevant technology of the BHF control system for the requirements of real-time, stability and accuracy. By the new BHF device combined with the hardware and the software system, the BHF can be regulated accurately variation with the predefined BHF profile in deep drawing process.

圆筒形件拉深失稳及各因素影响分析

对板料成形中圆筒形件拉深的破裂失稳及产生破裂失稳的临界压边力进行研究。由于凸、凹模圆角及其间隙的存在,圆筒形件拉深的简壁区实际为凸、凹模圆角之间的公切线部分。根据Mises-Hill屈服函数及Tresca准则求出凸缘变形区、凹模圆角区和筒壁区的应力分布,得到危险断面处的应力表达式,从而求出不产生破裂失稳的临界压边力的解析表达式,并进一步分析获得拉深比、硬化指数、厚向异性系数、摩擦因数以及径向推力等因素对临界压边力的影响规律。采用液压压边与周缘加径向推力的拉深模具对08A(?)板料进行拉深试验,试验结果与理论计算结果具有很好的一致性。

盒形件法兰起皱临界压边力影响规律研究

起皱是盒形件拉深成形中的主要缺陷,而压边力是控制法兰起皱的主要手段。本文采用基于C-B准则的理论解析与数值模拟方法,研究了材料性能和工艺参数对盒形件拉深法兰起皱临界压边力的影响规律。结果表明:材料性能参数中强度系数K、硬化指数n对法兰起皱临界压边力影响较大,而塑性应变比γ对临界压边力几乎没有影响;临界压边力随拉深行程增加而增大,凹模圆角增大时,临界压边力减小,凸、凹模间隙对临界压边力影响较小。

盒形件法兰起皱临界压边力的试验研究

为研究工艺参数对盒形件法兰起皱临界压边力的影响规律,设计了一套变压边力的盒形件拉深试验装置,该装置具有独特的变压边力控制方式,即压边力与起皱高度成线性关系。通过该装置进行了矩形盒成形试验研究,获得了工艺参数对压边力影响的规律。结果表明:起皱临界压边力随行程增加而增大,随着凹模圆角半径的增大而减小;凸、凹模间隙在一定的范围内对临界压边力影响较小,但当间隙过大时,临界压边力的增加速度明显。

连续变截面薄板的塑性变形特点及其冲压成形性能

对连续变截面板进行了拉伸和拉深试验,测定连续变截面板的力学性能和成形性能指标。研究发现:随着厚度差的增大,拉伸试验中连续变截面板的伸长率有所降低,但仍具有较高的延伸性,且随着厚度差进一步增加会出现二次断裂现象;拉深试验中连续变截面板的极限拉深比随厚度差的增大呈先增大后减小的趋势,而最小压边力增大,最大工作载荷减小。

新型变压边力拉深模设计

针对板料拉深成形过程中压边力控制较难的问题,根据凸轮机构运动的特点,设计了一种由曲柄滑块机构和凸轮机构组成的拉深模变压边力机构,该机构在拉深模工作过程中,能够合理控制压边力的大小。实践表明,变压边力拉深模满足拉深工艺要求,改善了拉深产品质量。

伺服驱动压边力控制系统建模与仿真

将伺服驱动技术应用于压边力控制,可以更有效地控制拉深成形过程,提高成形效果。采用伺服电机驱动的压边力控制系统由机械和数控系统两部分组成,系统参数匹配的合理性对压边力控制的动态性能影响较大,而系统的动态性能直接影响到压边力控制精度和效果。首先对双滑块六杆机构输入输出方程进行了线性化处理,建立了机械系统、数控伺服系统的数学模型,得到了压边力控制系统的数学模型和仿真模型,对控制系统进行了仿真分析,初步确定了控制系统的位置环PID参数。最后根据仿真分析结果进行了压边力控制实验系统的参数设定,实验表明,根据仿真值稍作调整就能达到实验系统的控制要求,大大缩短了系统调试时间。

板料拉深成形中的压边力控制技术分析

总结了压边力控制技术的研究现状。对压边力研究及发展中的关键技术如压边力控制曲线的精确预测、压边装置、压边力加载模式以及材料参数和工艺参数的影响等做了详细分析,并探讨了变压边力控制技术的发展趋势。

复合伺服驱动压边力控制方法及执行机构设计

基于伺服电机的可控性和六杆机构的变传动比及增力特性,提出了一种复合伺服驱动压边力控制方法。在分析数控伺服驱动压边力控制原理的基础上,根据慢速加载、快速返程的工艺要求,设计了压边力执行机构,并对其进行了系统仿真。采用复合伺服驱动压边力控制方法,使压边装置在产生较大压边力的情况下,仅需较小的电机功率,就可以满足压边过程中的压边力和行程的工艺要求。

平面应力条件下轴对称拉深成形法兰区起皱和破裂分析

分别采用平面应力和平面应变假设条件,对轴对称拉深成形法兰区的应力分布进行了分析比较,两种情况下的径向应力计算值相差较小,但周向应力计算值相差较大。有限元模拟表明,平面应力条件下得到的解析结果与模拟值非常接近,表明平面应力假设条件比平面应变假设条件更接近于实际情况。在平面应力条件下,建立了轴对称成形法兰区起皱失稳条件和圆筒形件破裂失稳条件,导出了临界压边力的计算式。对于某一具体的拉深成形问题,计算得到了临界压边力与拉深位置的关系曲线。分析结果有助于进一步认识拉深成形各变形区的变形特点,建立更符合实际的起皱、破裂准则,预测成形缺陷及临界压边力。

薄板冲压成形中的压边力控制模拟与应用

本文在详细分析了国内外对压边力研究的现状后 ,提出了压边力研究的两个主要方面 :压边力曲线的预测和压边力的优化控制。并首次提出了根据所获得的压边力曲线采用模糊控制理论对板料的起皱进行跟踪。

轴对称拉深成形法兰区起皱失稳变形能及临界压边力

在平面应变假设条件下,对轴对称拉深成形法兰区的起皱失稳问题进行了理论分析。首先采用数学方法,将以积分形式表示的应力解析式进行了简化。在此基础上,进一步简化了起皱过程中变形能的计算式。给出的算例表明,对起皱过程中的变形能分别以简化后的计算式和以原积分式进行计算,其结果误差很小,相对误差小于0.8%。该起皱失稳临界压边力的计算和分析简化方法有助于给出简明和符合实际的起皱判据。

压边力曲线对极限拉深高度的影响

运用ANSYS模拟软件对不同压边力曲线在筒形件拉深过程中的影响进行分析。分析发现,能够达到筒形件极限拉深高度,并且不发生起皱和破裂的压边力有一个数值范围,范围中的压边力曲线可以作任何类型的变化。但不同类型的压边力曲线愈接近压边力数值范围内的下限值,压边力曲线的变化幅度愈小,拉深件的危险断面处,厚度愈大或厚度减薄率愈小,厚度和厚度减薄率在数值上也愈趋于一致,对提高拉深过程的稳定性和拉深件质量最为有利。

轴对称拉深成形法兰变形区临界压边力(英文)

提出一种预测临界压边力的数值计算方法。对轴对称拉深成形,使用能量法分别在平面应变条件和等效应变与位置成反比关系条件下,给出法兰变形区的周向应力和等效应变与径向坐标的关系。结果表明,对于定尺寸的板坯和模具,两种假设条件下的周向应力和等效应变的最大相对误差分别为22.3%和35.9%。此外,在皱纹形状以指数函数表示的条件下,得到了压边力与皱纹数量的关系。在平面应变假设条件下,对指数分别小于1、等于1和大于1的不同皱纹形状计算了临界压边力。结果表明,皱纹的假设形状对临界压边力的计算值有较大影响。

拼焊板方盒件冲压成形压边力数值模拟分析

用有限元分析软件Dynaform对拼焊板方盒件成形进行数值模拟,研究不同压边力对拉深过程中破裂危险点应变路径和焊缝移动的影响规律。通过调整压边力的大小和变化方式,可以实现对拼焊板方盒件薄板破裂危险点处应变路径的控制以及减小焊缝移动,从而提高拼焊板方盒件冲压成形性能。

拼焊板零件变压边力鲁棒控制策略研究

针对拼焊板零件冲压成形过程中恒压边力方法的不足,提出基于混合H2/H∞理论的变压边力控制方法,建立了变压边力混合H2/H∞控制模型,设计了变压边力混合H2/H∞控制算法和控制逻辑。采用该模型对拼焊板零件冲压成形进行反馈数值模拟,分析有无变压边力混合H2/H∞控制对拼焊板零件成形缺陷的影响,并在变压边力冲压机上进行试验验证。仿真和试验结果表明:基于混合H2/H∞理论的变压边力控制方法可成功冲压出车身前围上盖板,可有效避免恒压边力下的起皱和破裂两种缺陷,该控制方法同时考虑冲压行程和压边板位置进行压边力优化,具有更好的鲁棒性。

翼子板拉延成形数值模拟研究

利用DYNAFORM软件对翼子板的拉延成形过程进行了数值模拟研究。通过改变拉延筋和压边力等工艺参数,满足了零件工艺质量要求,降低了制模和试模风险,缩短了开发周期。

基于状态空间法的板料成形过程闭环控制系统的建模及仿真

冲压过程中,因材料的性能参数、润滑条件的波动和模具参数的改变,导致冲压件质量的不稳定,因此必须提高冲压件质量的控制鲁棒性。压边力是板料冲压过程的重要工艺参数之一,合理控制压边力的大小,可以避免起皱或破裂等缺陷。文章提出了一种基于结合RBF神经网络和经典状态空间理论的板料成形过程控制策略,并建立了其控制模型。引入时序分析法,将压边力的调整与反映工件成形质量的法兰边的吸入量误差联系起来,同时应用非线性最小二乘法识别出增益系数。仿真结果表明,在加入一噪声后,仍能获得满意的冲压件质量,模型具有较高的控制鲁棒性。

镁合金筒形件拉深成形的临界压边力

采用平面应力假设条件,依据Fields-Backofen流变应力本构模型,对镁合金筒形件拉深成形法兰区的应力分布进行解析分析。运用应力解析公式及能量法,推导镁合金筒形件拉深成形的破裂和起皱临界压边力表达式。通过数值模拟和试验对理论解析进行验证,确定临界压边力的安全区域。研究结果表明:理论解析与数值模拟预测的临界压边力的相对误差分别为9.62%和6.76%;在给定安全区域范围内,试件拉深试验获得成功;理论解析、数值模拟和试验的结果具有良好一致性。