钛合金型材多点三维热拉弯成形工艺及其微观组织演化

为解决钛合金等难加工材料型材的三维弯曲成形问题,提出了多点三维热拉弯成形工艺并研制了成形装备。通过成形试验探索了预拉伸量、补拉伸量和成形温度等工艺参数对TC4钛合金L形截面型材的三维热拉弯成形规律,其中成形温度是影响回弹变形的最主要因素,当温度一定时,采用预拉伸量为100%ε_(s)、补拉伸量为20%ε_(s)时(ε_(s)为屈服应变参数),型材达到最佳的成形状态。基于成形试验和材料力学性能测试结果建立了预测多点三维热拉弯成形工艺成形过程和回弹过程的有限元仿真模型,回弹预测误差小于15%,验证了模型的有效性。此外,对成形前后的TC4钛合金进行了微观组织观测,研究结果表明,与初始未变形样件相比,三维热拉弯成形后的TC4钛合金产生了相变,(101-0)晶面织构强度显著提高,两相晶粒尺寸均有所减小,TC4钛合金成形件的塑性变形能力得到了提高,且几何必需位错密度有所增大。

复杂截面型材力控制拉弯成形数值模拟分析

复杂截面挤压型材的高精度拉弯成形是制造框架式车身的关键技术.本文基于动态显式有限元软件PAM-STAMP,针对一种典型的框架式车身用复杂截面挤压型材,对其力控制方式的直进台面式拉弯成形进行了数值模拟研究,对比分析了两种截面形状的型材截面畸变和回弹随补拉力增大的变形规律,并得到了摩擦系数对成形精度的影响.数值模拟结果表明,增加型材截面的变形刚度,可以显著地减小截面畸变和回弹;增加补拉力,增大了截面畸变但减小了回弹;增大摩擦系数,截面畸变量减小而回弹增加.

矩形截面型材拉弯成形

针对铝合金矩形中空截面挤压型材进行了不同预拉和补拉的拉弯成形试验研究 ,获取了预拉和补拉对成形精度的影响规律 .截面畸变是影响成形精度最主要的因素 ,由弯曲过程中的径向压力引起 .试验表明 ,型材靠模弯曲即发生截面畸变 ,主要表现为上腹板的塌陷 ,沿型材长度方向截面畸变量不同 ,最大畸变量并不位于型材中间对称截面处 ;增大预拉和补拉 ,截面畸变增大 .弯曲卸载回弹是影响零件贴模度的主要因素 ,其大小受多种因素影响 ,规律复杂 .增大预拉和补拉 ,回弹减小 ;当预拉和补拉增大到一定值时 ,增大拉伸量减小回弹的效果不再明显 .

铝合金型材拉弯成形回弹的有限元模拟

对回弹进行有效预测与控制是提高型材弯曲件精度的关键.为了分析轴向作用力对拉弯制件回弹的影响,采用动力显式有限元仿真软件Pam-Stamp2000对中空矩形截面铝型材AA6082(T5)转臂式拉弯成形过程进行了数值模拟,并与实验结果进行了对比.结果表明:增加预拉可以减小制件的回弹,但预拉达到一定水平后,继续加大预拉力对减小回弹将基本不起作用;当预拉不充分时,增加补拉同样有利于减小制件的回弹,但过大的补拉力对于减小回弹几乎没有任何帮助.可见,型材拉弯成形制件的回弹不仅与加载顺序及加载程度密切相关,同时也受到材料应变硬化特性的制约.

闭截面型材的拉弯成形性

拉弯是型材的基本成形方法.截面畸变是型材拉弯成形中的常见缺陷,并对型材的回弹和变薄有交叉影响,型材拉弯成形性的分析评估远比板材成形复杂.提出了型材拉弯成形性的概念,建立了矩形截面型材拉弯成形性分析模型,基于有限元数值模拟研究了截面结构、相对高度和壁厚分布等几何参数对拉弯成形性的影响规律,从提高拉弯成形性出发提出了型材截面优化设计的原则.

铝合金矩形管拉弯成形过程的数值模拟

采用动力显式有限元程序Pam Stamp2000对铝合金矩形管的一种拉弯成形过程进行了模拟,分析了模具最大作用力、管材截面畸变、成形件回弹的变化规律.模拟结果和文献给出的实验结果相当吻合,即模具最大作用力、管材截面畸变均随预拉力的增加而增加,而成形零件的回弹随预拉的增加而减小;相同预拉状况下,增加壁厚有利于减小截面畸变.此外,数值模拟给出了模具对管材作用力及管材夹持端轴向拉伸作用力随模具行程的变化规律,揭示了本文的拉弯实质上是一种非恒定轴向作用力(呈渐增趋势)的拉弯成形方式,这与本文的解析结果高度一致.

铝合金型材拉弯成形研究进展

文章着重对封闭截面型材的拉弯成形 ,从型材力学性能研究、起皱、截面畸变和回弹 4个方面简述目前研究状况 ,提出了若干需着重研究的基础性问题和今后研究发展的方向 。

复杂截面铝合金型材拉弯成形有限元模拟

本文对矩形管截面铝合金型材拉弯成形工艺进行了研究 ,建立了位移控制拉弯工艺的有限元模型 ,采用ABAQUS软件对几种不同截面的铝合金型材拉弯成形过程进行了数值模拟 ,分析了不同补拉量对型材的截面畸变和回弹的影响以及不同截面形状抵抗拉弯成形时截面畸变的能力。其结果和方法对铝合金型材的拉弯成形工艺具有参考价值。

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。

不锈钢型材拉弯成形工艺模拟研究

以某地铁不锈钢车体的车顶弯梁为例,对不锈钢型材的拉弯成形工艺进行数值模拟研究,介绍了PS2F模拟软件的工作原理,运用该软件对车顶弯梁的拉弯成形工艺进行了模拟优化,并利用该软件生成数控程序驱动数控拉弯机制造出高质量的不锈钢型材拉弯件。

型材拉弯成形性评估专家系统

型材拉弯成形性与材料性能、截面形式和尺寸以及工艺参数有关,拉弯成形性图可定量表示型材拉弯成形性与截面尺寸及工艺参数之间的关系.基于型材拉弯成形性图的概念,建立了型材拉弯专家系统;分析了系统的功能、结构以及实现模块,对系统的关键技术和解决方法进行了研究.该系统以数据库为基础,基于数据的推理和图形显示,采用面向对象的编程技术和模块化设计思想予以实现;并通过实例表明了系统的可靠性.该系统可满足企业在并行工程下质量控制的需要,为型材拉弯成形性图在工业中的推广应用、型材拉弯成形水平的提高以及型材拉弯工艺的广泛应用奠定了基础.

拉弯成形的数值分析与工艺优化

介绍了分析拉弯成形的摄动方法。对于横向曲率比较小的双凸工件,将其分成两个区,一个是与模具表面的接触区,另一个是一端受夹钳约束的自由区。假定这两个区的应力-应变状态分量与柱面拉弯成形及均匀拉伸的应力-应变状态分量只相差一个很小的量,建立摄动计算格式,进行变形分析。应用数值模拟软件对不锈钢车体的车顶弯梁的拉弯成形进行了数值模拟与工艺参数优化,消除了成形缺陷,开发出高精度拉弯模具,获得了高质量的成形件。

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.

离散模板料拉弯成形实验及数值模拟研究

传统的拉弯成形采用刚性拉弯模具的方法,由于拉弯零件数量多,因此需要大量的拉弯模具,且由于回弹的影响,修模工作量大、时间长、成本高。本文提出了一种采用由片层状基本体组成离散拉弯成形模具的柔性拉弯成形方法。其基本体的位置可调,通过调整基本体端面形成的模具包络面,实现回弹补偿,并且一套离散模拉弯成形模具可成形一系列同类特征的拉弯零件,这种方法可极大地减少拉弯模具的数量。针对板料拉弯成形进行了实验和数值模拟研究,验证了离散模拉弯成形的可行性,并通过修正包络面的方法,实现了回弹的非线性补偿,实验误差平均为1.0 mm,模拟误差平均为0.02 mm,有效地提高了拉弯成形的精度,节省了采用机加修模所需的时间和成本。

钛合金挤压型材自阻电加热拉弯成形工装设计

针对钛合金挤压型材电加热拉弯成形特点以及转台式数控拉弯机自身结构特点,进行合理的工装设计,并介绍型材加热系统、拉弯模具、保温系统及冷却系统等,为钛合金挤压型材类零件的电加热拉弯成形工艺提供参考。

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.

复杂截面拉弯成形回弹经验数据库系统研究

针对汽车上广泛应用的复杂截面弯曲型材零件,采用关系数据库和基于相似度计算的实例检索算法,设计开发了复杂截面空间拉弯成形回弹经验数据库系统。在模具设计过程中进行回弹补偿,为减少修模次数和提高模具的开发效率奠定了基础。

矩形截面型材三维拉弯成形的回弹预测

设计了用于三维拉弯成形的、可重构的柔性模具,并采用支持向量回归机和有限元模拟对柔性三维拉弯成形的回弹进行预测.使用有限元法分析了对回弹量影响较大的6个因素(包括材料参数、几何参数和工艺参数),以及它们对回弹的影响趋势.选用这6个参数设计有限元三维拉弯模拟实验,并用模拟结果训练和检验支持向量回归机回弹预测模型.通过与广泛应用的神经网络预测方法的预测值和有限元模拟试验结果的比较,检验该回弹预测模型的准确性.研究发现,该模型与神经网络相比具有更高的准确度,在试验中根据该模型预测的回弹量对模具型面进行相应的补偿,可以有效地减小回弹和形状偏差.

基于PS2F软件的型材拉弯成形工艺研究

运用拉弯成形专用模拟软件PS2F对角形截面不锈钢型材拉弯件的成形过程进行了模拟研究。并以某型地铁车体不锈钢角形截面弯梁为典型件,对其拉弯成形工艺进行数值分析和优化,通过分析起皱等成形缺陷,开发出高精度拉弯胎具。试验结果表明成形件轮廓精度大幅度提高,并消除了起皱、截面畸变等成形缺陷,产品质量精度完全满足生产要求。