考虑硬化历史的圆筒形件二次拉深极限拉深比的解析模型

以圆筒形件二次拉深成形为例,基于主应力法和板料弯曲理论,考虑材料硬化历史、壁厚比t_(min)/t_(max)、凹模圆角半径和摩擦因数的影响,建立了一种预测圆筒形件二次拉深极限拉深比的解析模型,并对SUS304不锈钢板料进行了拉深试验验证。结果表明:解析模型的预测值与试验结果吻合较好;考虑硬化历史的解析模型与未考虑硬化历史的模型相比二次拉深极限拉深比相差约10%;摩擦因数、凹模圆角半径对二次拉深极限拉深比有显著影响,摩擦因数越大,二次拉深极限拉深比越小;凹模圆角半径越大,二次拉深极限拉深比越大。

摩擦系数对DP780钢拉深成形极限的影响

首先对DP780试样进行圆杯拉深试验，获得DP780试样的极限拉深深度。然后建立圆杯拉深试验的有限元模型，定量分析摩擦系数变化对DP780钢拉深成形应力应变演化的影响规律。最后将拉深试验和有限元仿真相结合，利用Co＆croft-Latham准则对不同摩擦系数下的Dtr780钢拉深成形极限进行预测和比较，定量获得摩擦系数对极限拉深深度和极限应变的影响规律。结果表明，极限应变不能用于评价拉深成形极限，应采用极限拉深深度。板料与凹模和压边圈问的摩擦系数越大，DP780钢的极限拉深深度越小，板料与凸模间的摩擦系数对极限拉深深度影响较小。为了提高DP780钢的拉深成形极限，应尽量减少板料与模具间的摩擦系数，且重点关注板料与凹模和压边圈间的摩擦系数。

圆筒件极限拉深系数m_k研究

考虑材料加工硬化的影响,本文通过对圆筒件及带凸缘的圆筒件首次拉深过程中变形区材料的应力和应变的理论分析,推导出圆筒件及带凸缘圆筒件首次拉深时极限拉深系数的近似计算公式。由推导公式计算的结果与实验值相比误差较小。在实际拉深此类零件时,可由推导的公式直接计算出圆筒件及带凸缘圆筒件首次拉深时极限拉深系数。

应用韧性断裂准则预测盒形件拉深成形极限

目前已提出的韧性断裂准则预测板料成形极限,只在简单轴对称件中得到应用.利用作者提出的韧性断裂准则预测了铝合金板LF21,LY21(M)和钢板st17非轴对称的方盒件拉深成形极限,并与成形极限图的预测结果和实验结果进行比较.结果表明,这种方法较好地预测了盒形件拉深成形极限,为预测非轴对称件成形的断裂发生提供了一种有效的方法,也为预测复杂形状零件成形极限奠定了基础.

基于有限元模拟的极限拉深系数优化

结合0.618优化算法,运用ANSYS分析软件,通过改变坯料尺寸的方法,对板料的成形过程进行模拟,对板材的极限拉深系数进行逼近优化,并将模拟和优化结果与物理拉深试验结果进行了比较。

筒形件极限拉深系数的优化

基于筒形件拉深过程中危险断面的最大拉应力公式,建立了合理的数学模型,利用复合形法对筒形件极限拉深系数进行了优化,可提高拉深件的成形极限,减少拉深次数,对冲压生产与模具设计具有重要参考价值。

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。

筒形件极限拉深系数数值模拟实验研究

凹模圆角半径r和板料厚度t是影响板料极限拉深系数的2个重要因素。利用板料成形软件Pam_Stamp分析筒形件拉深成形过程中r与t对极限拉深系数的影响。通过黄金分割法得到板料的拉深系数m值,设计r与t的双因子四水平正交设计实验,获得8个编号的极限拉深系数m优化值,经数据处理得到圆角半径r和板料厚度t与极限拉深系数m的关系曲线。采用数值模拟实验法具有成本低、周期短、精度高的特点,对实际的生产与模具设计有一定的指导作用。

修正的板料拉深性能评价指标TLDR及理论分析

对传统的板料拉深性能评价指标极限拉伸比(LDR)进行了修正,提出了新的评价标准(工艺极限拉伸比)TLDR=f(R,n,σs,t,F压边,rd,rp,μ,Gap,…),即以工艺参数和板料基本力学性能参数为自变量的极限拉深比.导出了TLDR的理论计算公式,并对各影响因素进行了理论分析.TL-DR代表的不是在某一固定工艺条件下板料的拉深性能,而是在不同工艺条件下板料的实际拉深性能,因而TLDR的准确预测将有助于避免冲压加工中选材的盲目性.文中导出的公式不但可用于TLDR的直接计算(计算结果与试验结果符合较好),而且为进一步深入研究板料拉深性能(建立神经网络模型)提供了理论依据。

筒形件多次拉深极限预测

依据再次拉深筒坯口部最厚、最硬 ,以及最大拉深力出现于拉深后期的特点 ,假定最大拉深力相应于筒口达到变形区入口位置 ,采用平衡微分方程和塑性方程联解方法 ,建立了变形区应力数值解。应用分散性失稳准则 ,导出再拉深危险断面失稳强度。利用再拉深极限理论及首次拉深极限理论[1 ] ,通过计算机可以迅速准确地预测筒形件及带实缘筒形件的多次极限拉深系数。

板料拉深后皱曲判据及其极限预报与控制

根据“多余三角形材料皱曲模型”导出了皱曲各阶临界切向压应力式和凸缘变形区中最大切向压应力式,进而给出了不皱曲判据和皱曲各阶临界模态跳跃式的变化规律. 以不锈钢0Cr18Ni9板材为算例,绘出了皱曲各阶最大极限预报与控制图和皱曲极限预报与控制全图,得出了0阶模态时的皱曲极限是皱曲和后皱曲极限预报与控制的依据. 皱曲和后皱曲判据既适用于恒压边力拉深,更适用于变压边力拉深.

方盒形件冲压拉深比的物理概念及成形极限的计算

应用塑性变形力学方法-滑移线场理论,对方盒形件冲压变形进行力学分析,给出了冲压拉深比的定义与物理概念,建立了方盒形件与圆筒形件极限拉深比间的数学函数关系式。实验研究结果证实,计算值与实测值基本吻合。

AA5182-O铝合金成形极限在二次拉深中的应用研究

对AA5182-O铝合金进行了钢模胀形,获得了常温下AA5182-O铝合金成形极限曲线。对该材料进行了单次拉深和二次拉深试验,并将拉深失稳周边极限应变点和试验成形曲线进行了对比。结果表明,AA5182-O铝合金TD方向的成形极限曲线低于RD方向的成形极限曲线,且该材料的成形极限曲线整体向右移动;二次拉深成形性能好于单次拉深成形性能,相对于单次拉深,两者邻近失效部位极限应变值基本相同且和试验成形极限曲线接近,而二次拉深周边的应变点得到了充分变形且没有跳跃式变化。

DP780钢无凸缘圆筒件极限拉深系数及网格划分方式研究

采用数值模拟试验和物理试验相结合的方法,研究了DP780双相高强钢板无凸缘圆筒件拉深系数的变化规律。数值模拟试验基于Dynaform5.9平台进行,采用不同的网格划分方式对DP780双相高强钢拉深成形性的影响进行了试验分析,并根据试验获得了DP780双相高强钢的极限拉深系数,最后通过物理试验验证了数值模拟试验结果。

圆筒拉深极限分析——拉深极限研究之二

本文在文献[1]的基础上深入分析了冲压板材的机械性能(厚向异性指数 R、硬化指数 n、屈强比σ_b/σ_s、综合参量 R×n×σ_b)、板料厚度 t 及相对板厚 t/D、工件相对直径 d/t、凸模及凹模圆角半径、压边力以及摩擦系数等因素对拉深性能的影响规律。给出了自动求算极限拉深系数的程度框图及用 Fortran 语言编写的计算程序。

DC01钢板极限拉深比数值模拟和试验研究

对不同厚度的DQ级深冲钢板DC01的极限拉深,采用有限元软件PAM-STAMP 2G进行数值模拟,并通过Swift平底冲杯试验测试数据计算深冲钢板的极限拉深比。结果显示,根据试验结果计算出的DC01钢板极限拉深比和根据数值模拟结果计算出的极限拉深比最大偏差仅为2.08%,模拟数值误差较小,表明采用PAM-STAMP 2G有限元软件对板料极限拉深比进行数值模拟具有较高的可靠性和精度。

板料拉深性能评价指标TLDR的预测计算

提出了修正的板科拉深性能评价指标TLDR＝f（R，n，σs，t，F，μ，rd，rp），即与工艺条件相关的极限拉深比（TechnologicaLimitingDrawingratio），其表达式与LDR类似，TLDR＝D／d。但TLDR把工艺参数也作为变量，这一概念的提出与其值的确定将为实际生产提供真正意义上的指导。由于同时包含了工艺参数与板料的基本机械性能参数，TLDR的理论分析更为烦琐。在前人研究的基础上，导出了TLDR的理论计算公式，该公式可用于TLDR的直接计算，计算结果与实际吻合较好，具有一定工程实用价值。

拉深极限研究

给出了计算厚向异性材料在加工硬化条件下的拉深应力与危险断面失稳强度的计算式，借助计算机可以迅速准确的预测圆筒及带凸缘圆筒的首次拉深的极限拉深系数。理论解与多种材料的实验值十分吻合。

板料成形时极限拉深系数的确定

以金属板料拉深成形时凸模圆角处和凸缘区金属的变形为基础，提出了一个确定板料成形时极限拉深系数的判据。该判据可用于定量研究材质和成形工艺参数对极限拉深系数ｍｋ值的影响。并且，在金属板料拉深成形时凸模圆角处金属的变形分析的基础上，应用本文判据导出了平底杯型件拉深时极限拉深系数的计算式。同时，从计算结果的分析中，进一步阐明了板料拉深时合理工艺参数的选择依据。试验结果表明：该判据确定的极限拉深系数ｍｋ值准确，且其适用性强。

锥形凹模板料不起皱条件和极限拉深系数

本文通过分析锥形凹模拉深变形过程，利用试验数据，列出了板料不起皱的条件；并运用主应力法和板料弯曲的外力功等于内力功的原理以及摩擦理论，推导出加工硬化时变形区危险断面最大拉应力计算公式和无压边装置锥形凹模的圆筒件极限拉深系数计算公式；均由实例进行验证。拉深系数为０．３９的两种零件，从试制到生产，证明了锥形凹模是可以实现深拉深的模具。