考虑回弹的水平上调式三辊卷板机卷圆精度研究

为提高卷圆成形精度,建立了不考虑回弹与考虑回弹时水平位移量与卷圆半径之间的理论模型。采用ABAQUS软件建立了卷圆成形有限元模型,并通过实验验证了理论模型及有限元模型的可靠性。基于可靠的有限元模型,研究了材料、摩擦力和板厚对卷圆成形精度的影响规律。研究结果表明,不考虑回弹时实验和仿真的成形半径与目标半径之间的误差分别为31.3%和20.7%。考虑回弹后的误差分别降低至2.2%和1.2%;在相同水平位移量下,材料的屈服强度越高,成形半径越大;摩擦力对成形半径的影响较小;板料越厚,成形半径越小。针对不同材料与不同厚度的板料卷圆成形,考虑回弹时的理论模型能够获得更精确的水平位移量,从而提升卷圆精度。

基于量纲分析法的金属板材折弯回弹数学模型

回弹是影响金属板材工件成形精度的一个非常重要因素。准确控制回弹是工件精密成形和模具设计的关键所在。针对用于修正回弹的传统试错法的不足,提出一种基于量纲分析和正交试验相结合的方法来建立金属板材折弯回弹半径数学模型。并讨论回弹数学模型的适用范围。该模型定量求解了板料回弹半径与凸模半径、板材厚度、屈服强度、弹性模量之间的非线性关系。将此应用于折弯凸模的设计制造,且用该凸模多道次渐进成形了一半椭圆形工件,它的平均误差是+0.63/-0.65mm。该制造结果表明,基于量纲分析法和正交试验法建立的板料回弹半径数学模型是合理有效的,该建模方法有助于加快模具设计进程,降低生产成本,为金属板料折弯成形及模具设计提供了一条新的途径。

基于试验和有限元方法的橡皮囊液压成形回弹规律

橡皮囊液压成形中常见的缺陷包括破裂、起皱和回弹等成形缺陷,其中回弹缺陷直接影响钣金件的尺寸精度。文章针对带下陷直弯边和凸弯边钣金件进行橡皮囊液压成形试验。结果表明,随着压力的增加,回弹值减小;弯曲线取向为90°的回弹值,大于弯曲线取向为0°的回弹值;弯曲成形性能与轧制方向的选取有关。有限元模拟结果与试验结果进行对比分析表明,模拟所得回弹值与试验结果相比偏小。

圆锥形件冲压过程力学建模及数值解析

在综合考虑板厚变化、各向异性、加工硬化及摩擦等因素的情况下 ,建立了圆锥形件冲压成形过程的力学模型。基于增量理论的逐步逼近数值法 ,计算分析了成形过程应力应变分布与变形特点。结果表明 ,所建模型和计算方法准确可靠 ,计算量少 ,可进行完整的过程解析 。

板料回弹控制的成形工艺面多目标优化

针对高强度板成形后回弹大的问题,以工件回弹前后对应节点的位移偏差和等效塑性应变裕度最小化为目标,以板料最大增厚率和最小减薄率为约束条件,建立基于车身侧外板回弹控制的工艺面多目标优化模型。采用实验设计(DOE)和径向基函数(RBF)神经网络方法建立优化代理模型,对均匀实验设计方案进行改进以提高优化精度,并与未改进的RBF神经网络和响应面(RSM)代理模型的优化结果进行对比分析。结果表明,建立的多目标优化模型是合理的,改进RBF神经网络代理模型的优化精度较高,在所抽取的满意解中,回弹和等效塑性应变裕度目标函数的相对误差分别为15.9%和2.2%。与实验设计中回弹量最大的样本方案相比,优化后车身侧外板回弹量减少5.149 2 mm。

耦合TRIP效应的TRIP型多相钢本构模型及其在冲压中的应用

提出了一个耦合TRIP(Transformation Induced Plasticity)效应和考虑材料各向异性的TRIP型多相钢的本构模型.TRIP效应通过与应力状态和塑性应变相关的马氏体动力学方程来描述.把所建立的TRIP钢本构模型在商业有限元软件中进行二次开发,对TRIP型多相钢的应力应变关系和成形性能进行了仿真计算,仿真结果与实验结果符合很好.由于TRIP效应减小了材料的弹性模量,因此在回弹仿真中考虑到弹性模量变化来提高回弹预测的精度,与传统的认为弹性模量在成形过程中保持不变的仿真结果相比,所建立的模型能够很好地说明TRIP钢回弹大的主要原因,为提高TRIP钢的成形性能和精度打下了理论基础.

钣金件多工位装配尺寸误差建模分析与仿真

钣金件装配尺寸精度影响其外观、密封及疲劳强度等性能,故很多高精度钣金件采用多工位装配工艺。在建立钣金件多工位装配尺寸误差传播模型的基础上,详细分析了钣金件完全定位、过定位和释放回弹阶段产生的装配尺寸误差,采用状态空间法建立了多工位钣金件装配尺寸误差模型。最后,用MATLAB和FEM仿真了某飞机壁板样件两工位装配尺寸误差,进一步分析了装配尺寸误差传播规律,减小了钣金件装配尺寸误差。

大尺度U形曲面板材工件的成形模拟与实验研究

为高精度成形超长大开口度U形板材工件,提出一种大幅面板材多道次渐进折弯成形的数值模拟方法。以一大尺度半椭圆形工件成形为例,建立基于ABAQUS/Explicit&Standard求解分析平台的工件渐进成形有限元模型,模拟该工件多道次的折弯与回弹全过程。研究结果表明:采用折弯模具参数的优化组合及最佳的成形工艺参数可实现工件加工的精确控形。

基于CATIA的橡皮囊液压成形钣金件回弹工艺数模生成技术研究

橡皮囊液压成形零件普遍存在的回弹是影响成形质量的重要因素之一,建立钣金件回弹工艺数模是实现回弹补偿的重要途径。以模线理论和单截面修正方法为基础,采用单截面回弹补偿与多截面曲面拟合相结合的方法,建立包括回弹补偿的钣金件表面,通过边界转移、增厚等方法得到钣金件回弹工艺数模。对CATIA进行二次开发,建立了内嵌回弹数据库,实现了回弹工艺数模快速生成软件,测试结果表明:使用本软件回弹工艺数模的生成效率提高了3倍以上。

超厚双凸起蒙皮拉伸成形技术研究

拉伸成形是飞机钣金的基本成形方法。针对超厚蒙皮在拉伸成形过程中容易造成贴模度差等问题,结合有限元模拟分析分别从轨迹设计、回弹应力等方面对超厚蒙皮进行分析,建立了有限元计算模型。分析表明,该蒙皮采用预拉伸–包覆–补拉加载轨迹最合适,可以有效保证零件的贴模度。同时,结合有限元计算分析位移控制、压力控制及回弹分析设定合模间距在7mm、合模压力在22t时,应力、减薄量及回弹量分布均匀。试验验证该参数可以有效控制贴模度,达到设计要求。

金属板材三辊滚弯成形解析建模与数值模拟

提出一种将解析数学模型和有限元模型结合起来的方法来研究三辊滚弯成形过程。两模型分别定量求解及模拟分析了内辊下压加载位移量与板料弯曲回弹半径之间的非线性关系。并将此应用于一半圆形板材工件(3105 mm×714 mm×545 mm)的成形模拟及实验加工中。结果表明,该解析数学模型和有限元数值模型都能较精确预测内辊位移加载量,有限元模型比基于三点梁弯曲理论的数学模型更接近实际的成形过程,利用数值模拟优化后的参数进行实际成形的工件的平均误差为+0.715/-0.652 mm,完全满足形位精度要求,说明该解析模型及数值模拟方法合理有效。

影响板材折弯回弹因素的研究

回弹是影响板材折弯精度的主要因素,文章根据实际生产建立了比较合理的自由折弯冲压加工简化模型,提出了基于ANSYS Workbench准静态模块的分析方法,对建立的简化模型进行了主要工艺参数的有限元模拟分析。通过控制变量法,分析板厚、下模开口大小和下压量对回弹的影响。研究表明回弹大小随着板材厚度的增加减小,随着下模开口的增大而增大,随着下压量的增加而减小。进行了相关折弯实验,实验结果表明有限元分析结果符合实际。研究板材折弯时应考虑成型角度、板材厚度以及下模开口大小等因素的影响。

基于不同强化模型的GTN损伤模型及其在板料回弹有限元分析中的应用

为了进一步提高板料成形中的回弹预测精度,分别建立了基于Ziegler线性随动强化模型、Lemaitre-Chaboche非线性随动强化以及非线性混合强化模型的Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)细观损伤本构模型,并给出有限元数值积分方法。通过用户自定义材料子程序VUMAT将损伤模型嵌入到有限元软件ABAQUS中,以NUMISHEET’93板料U型弯曲考题为例,应用显隐相结合的方法模拟分析了不同材料强化模型和损伤对板料回弹量的影响。结果表明:在相同GTN损伤模型情况下,线性随动和非线性随动强化模型预测得到的板料回弹量较小,等向强化预测的板料回弹量偏大,非线性混合强化预测的板料回弹量介于它们之间。材料模型在考虑损伤因素后,预测的回弹严重程度比无损伤情况时略小,与实验值更相近。