多点拉形数值模拟及模具型面补偿方法

建立了板料多点拉形有限元模型,确立了用于动态显式算法的拉形加载模式,并应用到典型件的拉形过程数值模拟中。对马鞍形曲面件的多点拉形进行了数值模拟,探讨了成形件上应力、厚度等的分布规律以及回弹和弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响。模拟结果表明,成形件的应力、厚度分布均匀,卸载回弹很小,弹性垫的不均匀变形对成形件精度的影响比回弹要大;为获得精确形状的成形件,提出了一种基于数值模拟结果通过反复修正获得准确的多点拉形模具型面来补偿多点拉形中弹性垫的不均匀变形和回弹的方法。

柔性夹持多点拉形过程的数值模拟

采用动态显式有限元软件，对2024—O铝合金板材在传统夹持方式和柔性夹持方式下成形球面件的过程进行了数值模拟，对比分析了拉形过程中板材的应力和应变变化。结果表明，与传统夹持方式相比，在柔性夹持方式下得到的多点拉形件应力应变分布均匀，成形效果较好，而且可以提高材料的利用率。完成了相关的实验验证，结果表明：柔性夹持方式适用于多点拉形过程，验证了柔性夹持装置的可行性与实用性；模拟结果与实验结果的误差基本在0.3～0.5mm之间，验证了数值方法的准确性。

冲头尺寸对多点拉形效果影响的数值模拟

对典型件的多点拉形过程进行了系统的数值模拟研究,分析了其表面精度和形状误差。结果表明,冲头尺寸越小,零件表面质量越好。不同材料的成形件形状误差分布基本相似。目标形状的曲率越大,成形件的形状误差越大。成形误差随着冲头尺寸的变小而减小,当冲头尺寸比较大时,误差减小的速度较快,而当冲头尺寸小于一定值以后,误差减小的速度逐渐变缓。

蒙皮件多点拉形过程中成形缺陷的数值模拟

多点拉形是一种将柔性制造技术和计算机技术结合为一体的先进制造技术。文章基于动力显式有限元算法,从板厚、材质、变形程度和塑性指数等工艺参数入手,对球形和鞍形件的多点拉形过程进行数值模拟。研究表明,正确的选择工艺参数可以减轻或消除压痕缺陷。同时利用显-隐式算法,分析了板材厚度和成形件目标曲率半径对回弹的影响,得到了回弹的趋势和分布规律,即回弹量与板材厚度成反比,与成形件的曲率半径成正比。研究结果对蒙皮件多点拉形技术的实际应用具有一定的参考价值。

多点拉形中回弹的数值模拟

对多点拉形成形蒙皮类零件的成形和回弹过程进行了数值模拟。分析了弹性垫厚度及曲率对回弹和成形精度的影响。结果表明,弹性垫厚度越大,回弹量越大,形状误差也越大;圆柱面件曲率半径越小,回弹量越大,形状误差增加值越大;环面件的曲率半径越大,回弹量越大,对成形件形状误差影响越大;回弹对单曲度成形件的影响比双曲度的成形件的影响要大。

多点拉形中回弹的影响因素研究

多点拉形是成形飞机蒙皮件的一种新技术。整体模具被离散的多点模具代替,在多点模具和板料之间放置弹性垫用来抑制压痕。在卸载之后,不仅有板料自身的恢复变形,还有弹性垫恢复到原来的形状的影响,这使得多点拉形比传统拉形的回弹更加复杂。文章对多点拉形成形蒙皮类零件的成形和回弹过程进行了数值模拟,分析了拉伸量、板厚、材料、摩擦系数等因素对回弹和成形精度的影响。结果表明,拉伸量越小,回弹量越大;板料越薄,回弹量越大;板料的弹性模量越大,回弹量越小,对成形件的形状影响越大;摩擦系数越大,回弹量越大。比较了在相同的成形条件下柱面件、马鞍面件、环面件回弹的大小,结果表明,回弹对单曲度成形件的影响比双曲度的大。

马鞍面件柔性夹钳多点拉形实验与数值模拟

为了扩展柔性夹钳在板材多点拉形中的应用,对马鞍面件进行了柔性夹钳多点拉形实验.实验结果显示,工件被夹持边缘且呈曲线性,验证了柔性夹持技术的可行性.通过标记圆法测量了各标记圆拉形前后的厚度和长度方向的直径;对马鞍面件柔性夹钳多点拉形过程进行数值模拟,通过模拟结果发现离散夹钳实现了柔性夹持,并且成形件的应力、拉伸应变和厚度分布均匀.实验值和模拟值的对比结果表明,各标记圆长度的拉伸率分布趋势一致,最大偏差为0.21%,而且各标记圆厚度减薄率的分布趋势也基本一致,最大减薄量偏差为0.02mm,从而验证了数值模拟的正确性和柔性夹钳拉形机的实用性.

飞机蒙皮多点拉形装置的开发及应用

介绍了飞机蒙皮件多点拉形技术的特点、CAD/CAM专用软件以及调形技术。开发了多点拉形装置,通过实际蒙皮件的拉形工艺试验验证了多点拉形技术的可行性。

飞行器蒙皮多点拉形研究分析

飞行器的研究中,针对外部蒙皮的制造,提出很多理念和思想,多点拉形就是蒙皮成形技术的一种,本文研究分析多点拉形技术、多点拉形的有限元分析模型,同时还对飞行器蒙皮成形中的缺陷进行研究分析,总之通过不同的技术和工艺,最终达到设计要求。

蒙皮件多点拉形过程中成形缺陷的数值模拟研究

多点拉形制造技术融合了计算机技术与柔性制造技术,本文以有限元模拟理论为基础,从板厚、材质等工艺参数着手,对压痕和回弹两种成形缺陷进行了数值模拟,预测多点拉形过程中可能出现的成形缺陷,并分析成形缺陷影响因素,从而为拉形工艺方案优化提供依据,保证拉形质量,最终得到成形性优良、机械性能完好的蒙皮件.

采用弹性垫抑制多点数字化拉形工艺中的压痕

利用ANSYS/LS-DYNA软件对马鞍形件的传统拉形及多点拉形过程进行了数值模拟,并对多点拉形中压痕的产生原因及抑制方法进行了研究。研究结果表明:多点拉形工艺中的压痕主要分为包络式和凹凸式两种;采用弹性垫技术能够有效抑制压痕的产生;弹性垫越厚对压痕的抑制作用越好,但是成形件与目标形状的误差也相应加大;选择适当厚度的弹性垫,可以得到表面光滑、成形误差较小的工件。

多点数字化拉形成形性能的数值模拟分析

以鞍形曲面蒙皮件为例,对多点数字化拉形过程进行了数值模拟分析。通过模拟所得到的最佳水平预拉力与实际拉形工艺中通过经验公式确定的值相符,验证了算法的准确性。从材料、板厚、曲面形状和变形程度等方面入手分析多点数字化拉形的成形性能,结果表明:随着板料厚度减小、变形程度增大,板料起皱的趋势增大,并且不同的曲面形状及材料对板料的成形结果都有影响。同时给出了临界变形量极限图。研究结果为多点数字化拉形技术的实用化提供了重要依据。

材料和目标形状对多点拉形成形精度的影响分析

多点拉形是将整体拉形模具离散成多点模具,可以在一套多点拉形模具上实现不同形状零件的拉形,省去了模具的设计、制造等大量的生产成本,实现了蒙皮件的柔性成形。多点拉形主要适于成形小曲率、大变形的蒙皮件,材料和目标曲面形状都是影响多点拉形成形结果的重要因素。通过对3种材料成形不同曲率半径球形件的多点拉形过程进行数值分析,研究材料和成形件目标形状对多点拉形的影响。结果表明,在成形件中心区域的形状误差小于边缘区的形状误差,拉伸方向的形状误差大于垂直拉伸方向的误差,成形件的曲率半径越小,成形件的形状误差越大。

型材多点柔性拉弯成形回弹预测

针对铝合金型材多点柔性拉弯的三维成形过程,基于Abaqus/Standard软件建立了多点柔性拉弯成形的有限元仿真模型及混合算法。其中,拉弯成形过程使用动态显式算法,回弹预测使用静态隐式算法,并采用Abaqus/Standard软件的隐式算法对拉弯成形零件的应力、应变及回弹进行了预测。试验结果表明:基于混合算法的有限元模型能够有效地预测回弹误差,且随着垂直方向上弯曲变形的增大,回弹的理论预测值与实际测量值的差距逐步缩小。

型材多点拉弯成形模具型面的分段补偿迭代方法

确定了多点拉弯模具单元体成形位移量的计算准则,并通过数值迭代计算方法引入不同阶段的补偿因子,实现了多点拉弯模具型面调形过程的快速迭代。有限元模拟和成形试验结果表明,制件的最大回弹量由6.87mm降低到1.03mm,说明优化后的模具型面能够有效地减小形状偏差和回弹量。

管材多点柔性拉弯成形制件形状误差研究

针对型材三维成形易出现的凹陷、凸起等截面变形问题,在自主研发的拉弯成形装置基础上,选取矩形管状铝合金型材进行了多点柔性成形制件的形状误差研究,分析了制件横截面高度、宽度方向的变形沿制件长度方向的变化.结果表明:成形过程中,矩形管材制件的上、下表面发生内凹变形,随着制件由对称中心点向两侧对称长度的增加,凹陷率和内凹变形均增大,且上表面的内凹值略大于下表面内凹值;成形过程中,制件的内、外垂直表面出现外凸变形,并且随着对称中心点向两侧对称长度的增加,凸胀率和外凸变形量更大.

型材多点拉弯成形制件的形状偏差控制

首先阐述了型材无模多点拉弯成形的基本原理,分析了多点拉弯成形中形状偏差和表面压痕缺陷的形成机理以及影响因素;然后针对传统的模具型面补偿优化的局限性,提出了控制形状偏差和表面压痕缺陷的模具型面优化设计方法,并建立了多点拉弯成形模具型面迭代模型;最后以某铝型材为研究对象,进行了模具型面迭代优化试验研究.结果表明:模具型面形状及位置经过迭代优化后,形状偏差量明显降低(最大形状偏差量从2.32 mm降低至0.61 mm),表面压痕缺陷得到有效抑制.

斜壁矩形盒件多点拉深成形的数值模拟

通过对斜壁矩形盒件多点拉深成形的有限元数值模拟,分析了成形过程中起皱与拉裂缺陷的产生,研究了四种不同压边力加载曲线即恒压边力、↘形压边力曲线、V形压边力曲线、■形压边力曲线对成形结果的影响。结果表明:斜壁矩形盒件在整个多点拉深成形过程中,在宽度方向的侧壁底部极易发生破裂缺陷,在法兰直边对称轴处起皱最严重;不同的压边力曲线对斜壁矩形盒件多点拉深最终成形结果的影响很大,其中■形状的压边力加载曲线最有利于斜壁矩形盒件的多点拉深成形。

材料参数对斜壁矩形盒件多点拉深成形性能的影响

多点成形技术是一种用于三维板类件成形的柔性加工技术。本文采用数值模拟方法研究了三个重要的材料力学性能参数——各向异性指数、应变硬化指数和屈服强度对斜壁矩形盒件多点拉深成形性能的影响。结果表明,与传统的模具拉深成形一样,板料的成形性能参数对多点拉深成形结果有着十分重要的影响;并且在一定的范围内,材料的各向异性指数越大,硬化指数越大,屈服强度越低越有利于斜壁矩形盒件的多点拉深成形。

多点技术在飞机板类部件制造中的应用

多点技术是一种机电一体化的柔性制造技术,其核心是高度由计算机控制的基本体单元。多个基本体单元紧密排列在一起,构成型面可变的多点模具,用于板类零件成形。由于多点模具型面可由计算机任意调整,可代替传统模具用于不同形状的飞机板类部件的对压成形、蒙皮拉形等。基本体单元按照一定距离排列在一起,构成多点柔性工装,不仅可用于飞机大型板类零件成形后的测量、切割等操作的支撑与定位,还可用于飞机部件的柔性装配过程。应用多点技术,可以实现飞机板类部件生产过程的数字化。