基于变压边力的汽车翼子板冷冲压成形模拟分析

针对汽车零件冷冲压成形过程中易出现的起皱、回弹以及拉延不足等质量问题,以某品牌汽车的翼子板为例对其进行了变压边力成形分析.首先,以零件成形极限为评价目标,通过分析整体恒压边力成形确定零件的临界压边力值;其次,利用整体变压边力成形方法分析9种常用变压边力加载形式的优劣,以此确定最佳的变压边力加载形式;最后,根据拉延后板料的应变分布给出分区变压边力成形的方法,并对汽车翼子板进行分区变压边力仿真成形分析.仿真分析表明:整体变压边力成形方法能够有效降低零件的最大减薄率、最大增厚率和最大回弹量以及改善零件的成形极限;分区变压边力成形方法不仅能够有效提升零件的成形极限,而且还可减少最大减薄率和有效控制回弹量.该研究结果可为选取汽车零件的冲压成形工艺提供参考.

变压边力对矩形件成形性能的影响

起皱和断裂是板料成形过程的主要失效模式 ,合理控制成形过程中压边力 ,可以消除这些缺陷 ,提高成形性能。本文通过对随位置变化的变压边力作用下的矩形盒拉深过程进行数值模拟 ,研究各部位压边力变化对整体成形性能影响、及其影响范围 ,为分块压边圈的压边力的调整提供一定的依据。

变压边力拉深的原理及实验系统

板料拉深过程中，压边力是一种重要的工艺参数。由于其在冲压拉深过程中的重要作用及在生产中易于调节、控制，近年来一些汽车工业较为发达的国家，正在进行着变压边力拉深新工艺方法的研究。本文从板料冲压拉深过程对压边力需求的分析中，提出了变压边力控制方法的原理，建立了变压边力拉深实验系统，并以圆锥形件为研究对象对拉深过程中合理的变压边力控制问题进行了探索性研究，取得了阶段性成果。

板料拉深成形过程中的变压边力技术

压边力是板料成形过程中的重要参数之一。在概述压边力在生产中的主要用途和意义的基础上 ,从压边力的加载模式、理论模型、实验研究变压边力技术与拉延筋、人工智能技术的交叉应用等方面 ,比较全面的综述了压边力技术的研究现状及存在问题 。

利用变压边力控制技术改善盒形件成形性能

利用有限元软件LS-Dyna3D研究了盒形件的整体压边圈和分块压边圈分别在恒压边力、变压边力(随凸模行程和压边圈位置变化)情况下的盒形件拉深成形性能.模拟结果表明,变压边力控制技术可以显著改善盒形件成形性能,增加盒形件拉深深度.

薄板成形中变压边力优化设计方法

变压边力的最大优点是可以根据成形过程不同阶段的变形特点来设置不同压边力 ,从而可以充分利用板料的成形性能 ,然而如何设计变压边力的形式及大小一直未成定论。T Ohata提出的基于网格法和单纯形法的混合算法在求解约束问题时存在解的可行性和有效性问题 ,针对这种不足提出一种改进的混合优化算法 ,使之适合求解非线性约束优化问题 ,并将这种改进的优化算法与薄板成形数值仿真软件相结合 ,提出应用优化理论和数值仿真来确定薄板成形中的变压边力设计方法。将这种方法应用到一球头柱形杯零件的变压边力方案设计时 ,大大减小了零件局部最大减薄量 。

矩形盒拉深时变压边力的数值模拟

建立了矩形盒拉深成形的三维仿真分析模型,并将其与实验结果进行了对比验证。在概述压边力在生产过程中的用途和意义的基础上,讨论了变压边力对薄板拉深成形过程的影响,利用DY-NAFORM模拟软件研究了随拉深时间和压边圈位置变化的压边力对拉深成形质量的影响,得到了相应的数值模拟结果,为实际生产过程中合理调节压边力的大小提供了理论依据。研究表明,采用变压边力控制技术可以显著改善矩形盒的成形性能。

变压边力方式对板料U形回弹影响的有限元模拟研究

板料卸载后回弹变形对覆盖件的精度影响很大,研究回弹过程的影响因素对于板料成形过程的模具设计非常重要。基于NUMISHEET’93的U形弯曲标准考题,考虑板材与模具间的接触演变过程,建立了一个有限元模型来预测回弹。模拟中板材卸载过程采用模具反向运动方法,模拟结果与NUMISHEET’93的试验结果比较表明了模型的正确性和可行性。对不同的变压边力方式对回弹结果的影响研究发现,变压边力方式对回弹结果有较大影响。当变压边力的后半部分力较大时,能够有效降低回弹,采用阶梯型和直角梯形方式较好。

基于数值模拟的变压边力优化设计

提出了一种基于板料成形有限元模拟的变压边力 ( VBHF)优化方法 .建立了板料成形性能的综合评价模型 .为了保证优化过程的收敛 ,采用信赖域模型管理来调整设计空间的变化 ,与传统的基于梯度的 VBHF优化相比 ,该方法具有设计过程简单、方便 ,计算结果准确等优点 .为了验证算法的可靠性 ,给出了不等深盒形件拉深时随位置变化的压边力优化结果 .

变压边力条件下铝合金板的成形窗口

在由塑性成形理论和能量法分别建立的临界破裂和临界起皱压边力模型基础上,构建了变压边力情况下汽车用铝合金板的成形窗口,并分析了拉深比、材料参数和模具参数对成形窗口的影响规律。对比实验表明:在整个有效压边力范围内,数学模型构建的成形窗口能够与实验相吻合,且铝合金6111-T4和5052-O的成形窗口明显小于钢板st14的。而影响因素分析显示:随着拉深比降低、厚向异性系数(r)增加和凹模圆角半径(Rdp)增大,成形窗口明显扩大;n值增加,成形窗口虽然有所扩大,但是效果并不明显。

基于微型多目标遗传算法的薄板冲压成形变压边力优化

提出一种高效的薄板冲压成形变压边力多目标优化方法,该方法以减少冲压件的成形缺陷为优化目标,以变压边力曲线的特征参数为优化变量,采用自主开发的微型多目标遗传算法作为优化算法,并在优化过程中引入神经网络近似模型以减少数值模拟的次数,提高优化效率。通过NUMISHEET’93的U形弯曲标准模型和某车型前地板角支撑板冲压成形模型两个变压边力优化实例对该方法进行了验证。结果表明,该方法既能高效率地解决薄板冲压成形变压边力优化问题,又能仅通过一次计算就提供多组方案以满足对冲压件成形质量控制的不同需要。

拉深工艺变压边力控制数值模拟研究

根据实际生产中压边力的控制状况和理论分析确定了几种压边力变化曲线 ,以非轴对称抛物面车灯反光罩的成形为例 ,采用 Dynaform软件对多种变压边力控制的成形工艺分别进行了数值模拟计算 ,分析了各种变压边力控制对成形的影响 。

变压边力控制与矩形件拉深成形特性的相关性研究

通过采用DYNAFORM软件进行数值模拟试验,确定出在定常压边力曲线控制下矩形件拉深成形压边力变化安全区的取值范围,然后根据该试验结果以及相关资料,选取出12种典型变压边力控制曲线进一步进行数值模拟。变压边力数值模拟试验结果表明,采用变压边力控制矩形件拉深成形过程时,变压边力对矩形件拉深成形特性影响显著。对试验所获得的矩形件最大增厚量和最大减薄量进行数据分析,变压边力对最大减薄量的影响较对最大增厚量的影响更为显著。根据试验结果比较所选取的12种典型变压边力控制曲线可知,改善矩形件拉深成形性能最优的变压边力曲线为曲线L,最差的变压边力曲线为曲线I。最后,分别采用曲线L,曲线I以及定常曲线A进行物理模拟试验,以验证数值模拟的试验结果。物理模拟试验结果表明,其最大减薄量的试验结果与数值模拟所获得的试验结果十分吻合。因此,通过数值模拟可以有效地进行变压边力曲线的预测和控制研究。

变压边力控制技术的研究现状和发展趋势

介绍了传统压边力控制技术,分析了复杂拉伸件特点,指出复杂拉伸件所需要的压边力既是行程的函数,也是位置的函数。综述了国内外变压边力控制技术的研究现状,重点介绍了随行程变化的变压边力理论控制曲线和不同的变压边力加载模式,以及随位置变化的变压边力控制方法。并探讨了变压边力控制技术的发展趋势。

圆锥形件变压边力拉深工艺的研究

进行了板料的恒压边力和变压边力拉深实验,分析了变压边力拉深工艺对板料拉深性能的影响,得到了不同压边力模式下圆锥形件壁厚的变化规律。结果表明,变压边力拉深工艺能够极大提高板料的极限拉深高度。

基于RBF神经网络模型的板料成形变压边力优化

为了解决变压边力优化过程中RBF(radial basis function)神经网络隐层节点训练难的问题,利用人工智能算法的优越性,建立了基于人工免疫算法的RBF神经网络,并将其用于非线性函数的逼近中.结合分块压边圈与改变压边力控制技术,通过Dynaform软件进行数值模拟获得成形数据,建立了变压边力与成形质量之间的RBF神经网络近似模型.利用人工免疫智能算法对该近似模型进行优化,获得最优压边力参数.将该方法应用于S形梁冲压成形中,与优化前的结果进行比较,采用优化后最优变压边力可以抑制起皱,最大起皱量减少了89.53%.

基于变压边力的盒形件拉深研究

利用数值模拟软件Dynaform,建立了盒形件的有限元模型,研究了盒形件在整体压边圈和分块压边圈分别在定压边力、变压边力情况下的拉深成形情况。分析结果表明,变压边力控制技术可以有效地改善盒形件的成形性能,并在此基础上找出了盒形件的最优压边力加载模式。

板料拉深成形过程中变压边力的数值模拟方法

起皱和断裂是板料成形过程的主要失效模式,合理控制成形过程中压边力,可以消除这些缺陷,提高成形性能.以轿车前门内板的成形为例,采用Dynaform软件对变压边力控制的成形工艺进行了数值模拟计算,并得到了该零件采取变压边力时的最优控制变压边力曲线.

随行程变化变压边力拼焊板盒形件成形性能研究

焊缝两侧材料变形不均匀引起的焊缝移动和成形性能下降是拼焊板成形过程中需要解决的难题,变压边力技术可以增大成形工艺调整范围、提高冲压件成形质量。本文在拼焊板成形过程中加载随行程线性渐增变化的变压边力,并应用动力显式数值模拟软件模拟差厚拼焊板盒形件的成形过程,研究变压边力控制对拼焊板成形性能的影响。结果表明,在相同的焊缝移动量下,线性渐增变压边力与定常压边力相比增大了引起焊缝移动的薄侧变形区域材料的长度,缓解了薄侧材料的应变集中,提高了拼焊板成形性能。

变压边力下高强度钢板的回弹研究

回弹是影响板料成形精度的缺陷之一,特别是对高强度钢板控制回弹是板料成形中研究的重要课题。通过对高强度钢板的回弹仿真,证明合适的变压边力能够减小成形后的回弹,并通过实验验证了这一结论的正确性。