金属板料单点无模渐进成形数值模拟及分析

有限元数值模拟对单点无模渐进成形技术的研究起着重要的理论指导作用。本文介绍了数值模拟的基本步骤,重点介绍了圆/方锥台形件模拟轨迹的改进,轨迹环采用正逆相间方式可避免成形件发生扭曲变形。此外,基于Matlab软件编程,可快速生成不同工艺参数的模拟轨迹。最后通过多次数值模拟得出,工具头半径越小,工件成形角度越大,板料发生的等效应变就越大。结论与实验结果完全吻合。

金属板料三点渐进无模成形实验装置研究

在金属板料三点渐进无模成形的基本原理基础上,设计制造了适用于三点渐进无模成形方法实验研究的实验装置,包括机械结构设计、运动及动力传递控制设计等。利用该装置试制了盘形工件,并与理论成形进行比较分析,研究结果表明:该实验装置可以实现三点渐进无模成形,从而验证了该实验装置的可行性,为以后的实验研究提供一个良好的平台。

金属板料渐进成形工艺过程有限元模拟

介绍了金属板料分层渐进成形过程有限元模拟。在金属板料渐进成形过程中,材料的弹塑性变形十分复杂,影响成形过程的因素很多,同时各个工艺参数对成形过程的影响又很难确定。为此,根据金属板料分层渐进成形为多工步成形的技术特点,建立一种有限元模拟方案,对板料渐进成形过程进行了模拟分析。

金属板料塑性成形摩擦机理的力学模型探讨

本文从微观的角度简要地讨论了在金属板料塑性变形过程中 ,影响模具与金属板料表面的真实接触面积的因素是外力的大小、板料与模具表面的接触状态及板料的机械性能 (主要是屈服应力 )。指出在变形过程中 ,真实接触面积只占名义接触面积很小的一部分 。

金属板料数控渐进成形技术

金属板料数控渐进成形是一项新技术 ,具有能快速成形复杂形状金属薄板件的优异特性。本文介绍了该项技术的原理、要点和工艺路线 。

金属板料渐进成形有限元仿真过程中复杂成形路径的构建方法

提出一种用于获得复杂空间运动轨迹的方法——虚拟靠模导向法。该方法借鉴了数控加工中COPY铣的思想,利用轨迹生成球在由零件派生出的虚拟靠模表面上的持续运动来模拟实际成形工具的运动过程,从而获得最终成形路径。基于该思想和简单的运动学原理,轨迹球与虚拟靠模有限元模型被构建起来。通过对计算过程进行分析,确定运用该法时适合的加载力、成形速度及计算精度的影响因素。因该法完全基于有限元模拟计算,故获得的成形路径可直接导入至后续的金属板料成形过程的模拟分析。该法已在有限元软件PAMSTAMP平台上得以实现,并主要用于金属板料渐进成形过程的有限元仿真。

板料渐进成形数值模拟与实验研究

为提高渐进成形的成形效率和成形质量,了解板料渐进成形的变形规律及工艺参数对成形的影响,采用有限元方法对板料渐进成形过程进行了数值模拟研究,分析了斜壁盒形件渐进成形过程应力分布和厚度变化趋势,通过对不同进给量和不同成形路径进行数值模拟,分析了工艺参数对成形的影响.结果表明,斜壁盒形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面拐角处;成形过程中工具头运动轨迹应尽量采用走螺旋线的方式,可以提高成形件的成形能力和成形质量.渐进成形实验表明,数值模拟结果与实验结果基本吻合.

板料单点渐进成形数值模拟研究

板料单点渐进成形过程变形复杂、影响因素多,工艺参数选择是提高成形质量和成形效率的关键。对单点渐进成形过程进行数值模拟,分析了成形件的应力分布和厚度变化以及成形路径、进给量等工艺参数对成形过程的影响。结果表明:成形件最大应力和最大厚度减薄发生在底面附近;采用螺旋进给方式可有效提高成形质量和成形效率。实验结果显示,实验结果与数值模拟结果基本吻合。

金属板料成形的一步有限元模拟方法

研究了基于形变理论的金属板料成形一步有限元模拟的理论和方法 ,并实现了计算机程序 .由于引入 Hill非二次屈服准则来描述各向异性金属板材 ,得到了比二次屈服准则更准确的结果 .通过对不同加工工艺的模拟 ,证明了此方法和程序的通用性 .一步模拟的结果和实验以及增量方法的比较表明 ,此方法能够正确分析成形工件中的变形情况 .由于计算速度快、建立分析模型简单 ,所以此方法可用于设计早期估计零件的可成形性和工艺的可行性 .

金属板材无模渐进成形板厚变化仿真与实验研究

板厚变化是板材渐进成形工艺涉及的主要问题,与成形角度、层间距等工艺参数密切相关。针对成形角度分别为45°和60°的方锥件,结合数值模拟和实验结果证明余弦定理可用于预测成形零件的板材厚度,但预测值较实际值偏大。运用无模渐进成形有限元模型,分析了工具头尺寸和层间距对板材厚度变化的影响,结果表明大的工具头尺寸和小的层间距有助于提高板厚的均匀化程度,不同的工具头尺寸虽然导致板厚均匀区域大小有所差别,但最终的板厚尺寸趋于一致,随着层间距的增大,余弦定理的预测误差增大。

基于点支撑的板料无模渐进成形形状失稳问题

提出用顶杆在关键部位支撑板料的点支撑工艺,代替模型支撑,使成形过程周期短、成本低,降低了压头负荷,并可实现真正意义上的无模成形。但在这种点支撑成形工艺下,容易出现形状失稳现象。用轴对称抛物面、圆锥面和双曲面作为研究对象,进行大量试验,发现圆锥面是失稳的临界形状,当形状大于圆锥面时,如抛物面薄壳件,易出现失稳,小于或等于圆锥面的形状则不出现形状失稳。分析了产生失稳现象的各种因素,提出了有针对性的解决方案,经试验证明能够较好地克服薄壳件失稳的出现。

板料多点与渐进复合成形方法及数值模拟

提出了多点成形与渐进成形技术相结合的板料复合成形新方法,说明了两种复合成形方式的成形原理和成形过程。建立了复合成形分析的有限元模型,对球面件的复合成形过程进行数值模拟,分析了复合成形过程产生的压痕问题及其抑制方法。结果表明,采用弹性垫技术可以有效抑制复合成形过程产生的压痕缺陷,使成形件表面光滑;球面件上等效应力和厚度的变化过程及分布规律表明,随着增量步的加大,板料接触点处的等效应力随之增加,板料的厚度逐渐减薄。复合成形实验显示,数值模拟结果与实验结果基本吻合。

金属板料拉延二次成形的有限元法模拟

建立了二次拉延成形加工的有限元分析计算模型；采用一次成形-回弹计算-二次成形的连续计算过程模拟了实际加工过程；有限元计算采用动力显式计算程序MSC／DYTRAN；用主从面(master surface-slave surface)模型定义板料和模具的接触，摩擦力用库仑定律计算；利用动力松驰法对成形过程中的回弹进行了计算。模拟结果和实际零件比较，证明模型合理，算法稳定，结果可靠，具有良好的应用价值。

金属板材单点渐进成形过程的数值模拟

利用有限元软件LS_DYNA模拟金属板材单点渐进成形过程。并利用LS_DYNA的显式求解器分析当压头压下时,不同压头半径条件下,压头与板材接触区域的应力分布。根据对模拟数据的分析比较,讨论不同压头半径对板材成形时的影响。

金属板材分层渐进成形技术及其有限元模拟

本文介绍了金属板材分层渐进成形技术。由于金属板材分层渐进成形的工艺较复杂 ,各种参数及加工轨迹很难用实验方法确定 ,如何选择合理的工艺参数来得到理想的加工工件成为问题的关键。根据金属板材分层渐进成形为多工步成形的技术特点 。

金属板材数控渐进成形支撑CAD模型自动生成

为满足金属板材数控渐进成形中支撑制作的需要,提出一种从板材件的计算机辅助设计模型自动生成支撑计算机辅助设计模型的方法。采用STL数据模型,根据板材件曲面曲率的变化和成形过程中板材的减薄规律,计算出成形过程中板材厚度的变化量,通过对STL模型进行不等距偏置,生成了能够自适应板材厚度变化、并能保证挤压工具头与支撑之间合理间距的支撑计算机辅助设计模型。最后,给出了支撑计算机辅助设计模型生成实例。

金属塑性成形时板料与模具真实接触面积研究

从微观的角度出发,分析了金属塑性变形过程中,模具与板料表面在外力作用下,影响真实接触面积大小的因素。指出在一般的变形过程中,真实接触面积只占投影面积很小一部分。

金属板料数控无模成形及快速制模

论述了一种基于快速原型制造原理的金属板料无模成形技术。该技术引入快速原型制造“分层制造”的思想 ,用计算机控制一个工具头逐层对板料施行渐进塑性加工 ,使其逐步成形为所需的形状。该技术与快速制模技术相结合 ,可制造能生产上千件金属薄板成形件的模具。

金属板料单点渐进成形性能的研究

通过数控机床渐进成形锥形零件,试验测量不同因素(原始板厚、垂直增量步长、润滑剂种类、零件形状)下的成形极限角,以此来比较渐进成形性能。另外,使用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对影响因子(原始板厚、垂直增量步长、零件形状)进行数值模拟,得到各种情况下的厚度分布、等效应力应变云图。通过试验和数值模拟,分析不同因素对板料渐进成形性能的影响规律,并初步探究其内部机理。结果表明:大的原始板厚和适当的增量步长有利于渐进成形性能的提高。与L-HM 46抗磨液压油和混合润滑剂相比,选用极压复合锂基润滑脂,1060铝板有更好的渐进成形能力。方锥台的成形性能比圆锥台高。

板料单点渐进成形中成形角对成形影响的模拟分析

介绍了金属板料单点渐进成形的基本原理;利用有限元软件LS_DYNA分析了板料渐进成形中当工具头压下时,不同成形角条件下,工具头与板料接触区域的应力分布;根据对模拟数据的分析比较,讨论了不同成形角对板料成形时的影响;就提高成形直壁件的高度提出了改进意见,并在试验中得到证实。