弹性模邵尔硬度对拼焊板成形过程非均匀变形行为的影响

针对拼焊板两侧材料力学性能差异造成的非均匀变形问题,提出了通过调节弹性模邵尔硬度来提高其均匀变形能力和整体成形性。开展了不同加载工况下SS316/SS304拼焊板弹性模胀形实验,通过数字化图像相关技术获取了板材构型和应变分布,采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件模拟分析了弹性模压力场和板材应力场。基于实验以及有限元分析结果,研究了弹性模邵尔硬度、拼焊板材质和板材壁厚等因素对金属拼焊板成形性能的影响规律。结果表明,随着弹性模邵尔硬度的增加,拼焊板的极限胀形高度降低,两侧胀形高度差值也减小,弹性模邵尔硬度为50~70 A时,板材的成形均匀性最好;弹性模/板料界面压力随弹性模邵尔硬度的增加而增大,导致SS316和SS304板料侧的应力比α从等双拉应力状态(α=1.0)向单轴应力状态(α=0)转移;而焊缝处的应力比α表现出先减小后增大的趋势,这与成形末段高邵尔硬度弹性模胀形件变形向中心区域的集中有关,是拼焊板极限胀形高度随弹性模邵尔硬度的增加而降低以及非均匀性减少的原因。

高强钢拼焊板前纵梁成形工艺优化

以应用高强钢拼焊板的某车型前纵梁为研究对象,分析前纵梁结构特点和冲压工艺性。基于CATIA软件设计了前纵梁全工序成形工艺数模,并利用Autoform软件对前纵梁全工序进行仿真评估,识别了前纵梁成形不充分与整形开裂风险。通过对前纵梁成形过程进行分析,提出采用“一次拉深+二次拉深”代替“W成形”的工艺优化方案,改善了前纵梁成形性,解决了开裂问题。将优化后的成形工艺方案应用于前纵梁冲模开发和试模验证,获得了成形充分、无开裂缺陷的合格样件,表明采用多道次拉深工艺可以提高前纵梁的冲压可行性。

轻量化高强钢激光拼焊板热成形性能试验及仿真研究

研究了高温下拼焊板与母材的流变力学行为,将拼焊板母材与带有焊缝的拼焊板切割成拉伸试件,焊缝方向垂直于拉伸方向。试件在600~800℃分别以0.01,0.05和0.10 s^(-1)的应变速率进行等温单向拉伸实验,得到相应实验条件下的真应力-应变曲线。采用井上胜郎本构方程模型描述了流变应力方程,该模型能准确描述不同变形条件下的流变应力-应变曲线,与实验数据吻合度较好。通过ABAQUS进行盒型件的热成形仿真,并对拼焊板成形性进行研究。

差厚激光拼焊板门内板的成形性能研究

门内板是激光拼焊板在汽车车身上应用的典型零件之一。推导了单向拉伸下差厚拼焊板的应力、应变与厚度关系的公式;通过数值模拟和实冲试验,研究0.8mm×1.2mm和0.8mm×1.5mm两种不同厚度组合对拼焊板应力、应变、厚度和焊缝移动量等成形性能的影响。模拟和试验的结果与推导的公式吻合:随着板厚比增大,薄侧板材承受的应力、应变变大,破裂的危险也相应增加,而厚侧板材的应力、应变随板厚比的增大而减小。

拼焊板在车身覆盖件冲压成形中的研究进展

概括了拼焊板在车身覆盖件冲压成形中应用所涉及的技术环节，综述了在这些技术领域中的研究进展；简要介绍了国内外在拼焊板冲压成形应用研究方面的最新成果；讨论了在应用研究中仍存在的问题和进一步的研究发展方向。

拼焊板方盒件拉深非均匀变形的计算机模拟研究

拼焊板越来越多地应用在汽车制造业及其他工业中。方盒件是工业应用中的一种典型件。因此对拼焊板方盒件拉深过程中非均匀变形的研究是非常重要的 ,比如法兰区起皱和焊缝的移动等。本文对拼焊板方盒件拉深过程的非均匀变形进行了计算机模拟和实验研究。用显式有限元软件DYNAFORM进行了模拟分析 ,考虑了各向异性和加工硬化。为了适应板厚的不同 ,在凹模上设置了台阶 ,并且在台阶处为焊缝移动做出了补偿 ,分析了焊缝移动和法兰区的起皱。为了验证模拟结果 ,做了相应实验 。

不等厚拼焊板材的成形性实验研究

不等厚拼焊板由于焊缝的存在及其方位影响 ,又由于坯料强弱不均 ,可以引起坯料的冲压变形性能发生显著变化。本文通过焊接工艺对比 ,比较了激光焊、滚压电阻焊和氩弧焊工艺对拼焊板塑性变形性能的影响 ;对拼焊板试件进行拉伸实验 ,确定了焊缝方位和薄厚板比例对试件塑性变形的影响 ;进行了不等厚拼焊板件的半球拉深实验和方盒件拉深实验 。

拼焊板在车身覆盖件制造中的应用

阐述了拼焊板的基本概念及其优点 ,介绍了拼焊板在车身制造领域的应用现状 ,综述了拼焊板的研究成果 ,并重点介绍了拼焊板冲压成形过程中的焊缝移动控制技术和数值模拟的有限元建模技术。以轿车后门内板为例说明如何应用数值模拟技术来预测和控制焊缝移动量 ,最后分析了拼焊板应用中的主要研究发展方向。

拼焊板方盒件拉深成形的实验研究

本文对拼焊板方盒件的拉深成形进行了试验研究。试验中采用了整体压边圈和分瓣压边圈。凹模表面和型腔加工了台阶以补偿坯料的厚度差值。对压边力的控制采用了弹性橡胶控制法和刚性直接控制法。对压边力的分布采用了均匀压边力和局部改变压边力。通过调整模具结构和压边方法及压边力分布 ,对坯料不均匀变形规律及焊缝的移动规律、坯料的起皱规律及控制坯料不均匀变形的方法进行了探讨研究。

基于正交试验和灰色系统理论的拼焊板前纵梁成形优化

影响拼焊板冲压成形的工艺参数较多,难以精确建立工艺参数与成形质量之间的关系。以压边力、拉延筋高度、凸筋圆角半径、凹筋圆角半径为自变量,进行四因素四水平正交试验,模拟拼焊板前纵梁拉延成形过程,获得最大减薄率和最大焊缝移动量的数据。利用灰色系统理论,分别计算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,将多目标转换为以关联度为目标的单目标。进一步计算各成形工艺参数的平均关联度,将优化的压边力、拉延筋截面几何参数进行有限元模拟验证,指导设计、试模,成形的质量得到明显提高。

拼焊板弯曲回弹的理论与试验研究

在平断面假设、纯弯曲假设、拼焊板不考虑焊缝等一系列较为合理的假设条件下,推导了拼焊板弯曲回弹 解析模型。推导考虑材料有指数硬化特性和中性层的移动及应力应变中性层的不重合性等问题,但没有考虑包辛 格效应的影响和中性层的转动问题。针对这个弯曲回弹公式,编程计算差厚(1．6mm／0．8mm)拼焊板的回弹值,并 采用75°V形自由弯曲试验进行了验证;对拼焊板的弯曲回弹进行了理论分析,提出了拼焊板相对弯曲半径的概念。

拼焊板冲压成形中的焊缝移动分析

将拼焊板盒形件分解成包含横向或纵向焊缝的U形件拼焊板,从分析简单U形件拼焊板出发,考虑压边圈类型及压边力大小和分布、焊缝位置和方向等因素的作用,研究盒形件拼焊板金属流动规律和焊缝移动原因及移动趋向。研究结果表明:横向焊缝移动是由于厚薄两侧的负载能力和负载差异引起的;纵向焊缝移动是由于侧壁主应变的差异引起的;盒形件底部的焊缝具有U形件横向焊缝的移动特征,盒形件裙边和侧壁上的焊缝移动的原因不同于U形件的纵向焊缝,且移动方向也不尽相同。

拼焊板覆盖件成形过程中的焊缝移动和成形性能

焊缝移动以及与此相关的成形性能下降是拼焊板覆盖件零件成形过程中需要解决的难题。推导了横向受拉情况下拼焊板焊缝移动量的计算公式;在分析汽车门内板零件特点的基础上,确定拼焊板材料和焊缝位置,提出“阶梯压边圈”和“阶梯压边圈+焊缝夹紧柱”两种控制焊缝移动的工艺方案;应用动力显式数值模拟软件,分析了阶梯压边圈和焊缝夹紧柱对焊缝移动量的影响;通过减少焊缝移动量,在成形极限图、应力分布、应变分布和厚度减薄率这四个方面改善拼焊板的成形性能。

激光拼焊板成形极限图的理论建立方法

由变形不均引起的颈缩或破裂是激光拼焊板的成形难题,工程中迫切需要了解拼焊板的成形性能。成形极限图是一种评价板料成形性能的有效手段,通常可以由试验法和理论计算法获得。目前试验法成本高,费时费工;理论计算法尚不完善,需进一步研究改进。提出一种新的拼焊板成形极限图理论计算模型,结合HOSFORD屈服准则,获得了高强度IF钢等厚激光拼焊板的成形极限图,计算结果与试验数据吻合较好,证实拼焊板成形极限图的理论建立方法的正确性。基于拼焊板成形极限图的理论建立方法,可在已知拼焊板焊接区材料性能参数的条件下快速获得拼焊板成形极限图。

拼焊板冲压成形研究的现状和发展趋势

从分析汽车车身采用拼焊板的利弊和国内外研究现状出发 ,剖析了其设计到生产过程的主要问题 ,如激光焊接、冲压成形性仿真研究、试验研究、焊缝移动控制和模具结构等 。

铝合金拼焊板技术研究进展

汽车发展面临着环保、能源、安全等问题 ,鉴于这些考虑 ,要求汽车减重。为此 ,采用新型超轻材料 (如铝合金 )和采取新的成形工艺 (拼焊板 ) ,对汽车的发展具有重要意义。本文从铝合金拼焊板的特点出发 ,综合国内外对铝合金拼焊板采用的材料、焊接技术及其成形性、成形规律和应用研究现状 ,分析了铝合金拼焊板技术的进展和发展趋势。

ST14钢激光拼焊板焊缝组织及成形性能分析

对1.5 mm和0.8 mm两种规格的ST14钢等厚激光拼焊板焊缝部位进行杯突试验,比较焊缝与母材杯突值;再对由这两种规格组合拼焊的不等厚激光拼焊板进行单向拉伸试验,检验拼焊板经拉伸后的断裂部位;分析焊缝区组织及其硬度变化,研究激光焊接参数变化对ST14钢拼焊板成形性能的影响。结果表明,焊缝深冲性能低于母材,焊缝杯突值受焊接速度影响,随焊接速度增加而增加;激光焊缝抗拉强度高于母材;对于1.5 mm拼焊板,提高焊接速度,加快焊缝冷却,有利于生成细小的针状铁素体,可提高激光拼焊板的成形性能;而0.8 mm板焊缝生成晶粒细小的粒状贝氏体组织,可使焊缝区材料成形性能接近母材;焊缝及其热影响区的硬度高于母材硬度。

多学科优化设计在拼焊板车门轻量化中的应用

采用均匀拉丁方实验设计方法进行了样本数据设计,并且采用移动最小二乘响应面方法构建了拼焊板内板门系统的刚度、强度、侧碰安全性多学科系统的近似模型。利用连续二次规划优化方法对此近似模型进行了优化,将拼焊板内板焊缝线位置及各板件的厚度作为设计变量,在使车门系统的下垂刚度、强度及侧碰性能得到提高的同时,使得车门系统质量得到较大程度的减小。

基于主成分分析与BP神经网络的激光拼焊板力学性能预测

为了预测并控制激光拼焊板的力学性能,本文通过对0.8～1.5mm的St12板及其镀锌板进行差厚、等厚拼焊,在此基础上建立了以焊接工艺参数为输入变量的基于主成分分析的BP神经网络拼焊板力学性能预测模型。通过实例验证表明,本文所建预测模型对拼焊板抗拉强度及伸长率的预测精度均达91%以上。充分表明该模型与试验结果吻合良好,验证了该预测模型的合理性及适用性。

基于正交试验和神经网络的激光拼焊板回弹预测

准确预测和有效控制拼焊板成形回弹,研究各因素的影响及其交互作用具有重要意义。以U形件拼焊板为研究对象,通过数值模拟、正交试验和神经网络相结合的方法,考察多个工艺参数对拼焊板回弹的交互作用,建立拼焊板回弹的BP神经网络预测模型,对U形件拼焊板的回弹进行预测和控制。结果表明,板料参数、焊缝位置、压边力、模具间隙、凹模圆角等均对拼焊板回弹有重要的影响,并存在交互作用;建立的BP神经网络模型能很好地预测U形件拼焊板在各参数影响下的回弹变化趋势,和给定一组工艺参数下的拼焊板回弹量,为拼焊板的回弹控制提供了可靠的依据。神经网络技术在拼焊板回弹预测中的应用,为拼焊板成形优化研究提出了新思路。