汽车薄钢板不均匀拉伸皱曲行为研究

为了掌握汽车薄钢板在不均匀拉伸状态下的起皱行为,以确定临界皱曲指标、评价板材抗皱性能,建立了不均匀拉伸起皱试验硬件与软件系统,实现了试件中心皱高Δh、载荷F、标距处应变λ140的计算机连续测量,得出了Δh-F、F-ΔL、Δh-λ140的关系曲线,分析了皱曲的发生和发展过程.研究结果表明,整个皱曲过程经历了加载初期的面内变形、临界变形、后屈曲突变、后屈曲平稳变形、皱曲变陡载荷下降及皱曲连续变陡等阶段.

方板对角拉伸诱导压应力的分析

利用有限元法分析方板在单向和双向对角拉伸条件下诱导压应力的变化规律。计算和实验表明,施加横向拉力,实现双轴向拉伸,能明显减小横向诱导压应力及其分布范围,从而抑制皱曲的发生和发展。

温度对薄板抗起皱性能的影响

连续快速的冷冲压经一段时间后温度升高会影响到薄板的抗起皱性能,为研究温度变化对抗皱性能的具体影响,进行了不同温度下的单向拉伸试验和方板对角拉伸试验,并得到了薄板拉伸件在常温、75℃和150℃下的力学性能。单向拉伸试验结果表明,随着拉伸温度的升高,薄板的弹性模量、屈服强度和切线模量都有不同程度的减小。利用得到的不同温度下的材料参数对方板拉伸试验进行仿真,发现试验和仿真的拉力-拉伸位移曲线吻合较好。对比仿真和试验结果发现,在研究的温度范围内薄板的抗起皱性能易受温度变化的影响,且随着温度升高先后经历了上升和下降的变化过程。

一种评定板料抗皱性能的新方法

本文提出了一种评定板料抗皱性能的新方法。该方法采用方板双向对角拉伸试验,在一定的变形程度下,纵向载荷和横向载荷之比作为评定抗皱性指标,其特点是测试方法简便,实验重复性好,对实际成形的模拟程度高,能较真实地反映板料的抗皱性能。

基于方板对角拉伸试验模型的镀锡板起皱行为数值模拟

基于方板对角拉伸试验(YBT)模型,采用ABAQUS软件对不施加扰动力和不同位置施加扰动力下镀锡板的起皱行为进行了模拟,并进行了试验验证;通过逐级增加夹持宽度,研究了不同起皱高度下方板中心点的应变组合,并绘制镀锡板的起皱高度评定图。结果表明:模拟得到不同位置施加扰动力后方板垂直于拉伸方向的离面位移分布基本相同,扰动力施加位置不会造成起皱行为的显著差异;施加扰动力后,方板中心截面垂直于拉伸方向的离面位移分布模拟结果与试验结果相吻合,说明用扰动力代替实际影响因素的模拟方法是准确的;夹持宽度不同的方板中心点的拉应变与压应变都随起皱高度的增加而增加;在相同起皱高度下,随着夹持宽度的增加,方板中心点的拉应变和压应变均增大。

汽车前门内板起皱分析与优化

以某车型前门内板为例,首先根据标准拉伸试验测试了材料的基本力学性能,并利用开孔方板对角拉伸方法以及开孔矩形板单轴拉伸试验对比了板材的抗皱性;其次分析了起皱点的应力类型,明确不同的起皱机理;最后依托实际生产工艺,优化拉深筋布局与尺寸,得到成形质量较高的产品。

带孔方板对角拉伸的起皱失稳特性测试与分析

传统方板对角拉伸试验(Yoshida buckling test,YBT)方法在测量板料起皱性能时,能够得到的应力状态有限,不能全面评估板料在复杂工况下抵抗失稳起皱的能力。本工作提出一种带内孔YBT试样单向拉伸的板料起皱性能测试方法,利用数值模拟与实验研究了带不同大小圆孔YBT试样拉伸过程的受力与变形特征,探讨了内孔对试样应力分布及起皱行为的影响。研究表明,内孔改变了YBT试样平面内的应力分布,且内孔轴向两端存在压应力,横向两侧存在拉应力;随着孔径增大,横、轴向应力比增大,最大压应力位置应力状态发生改变,由横向受压、轴向受拉转为双向受压;孔径较大时,内孔侧边区域会出现二次起皱现象。

TA1板材对角拉伸试验及数值模拟研究

为了测试钛合金材料的抗皱性能,以及验证塑性成形仿真软件对起皱问题的预测精度,选取了钛合金TA1材料进行方板对角拉伸试验,同时对试验过程进行数值模拟分析,对比试验结果和模拟结果,验证了数值模拟的准确性。在方板对角拉伸试验的数值模拟过程中,通过设置不同的扰动类型来替代外界影响因素,以及不同的单元阶次、算法等模拟参数,来分析各类模拟参数对数值模拟结果的影响规律。结果表明,不同的扰动类型对模拟结果产生的影响很小,采用二次单元和静态算法的数值模拟结果与试验结果基本一致,因此能够有效预测由不均匀拉应力引起的板材起皱现象。

能量法理论与数值模拟相结合的方板对角拉伸临界起皱失稳预测

在薄板塑性成形起皱失稳预测研究领域,由于理论和试验研究方法各自的局限性,有限元模拟成为了不可或缺的研究手段。由于有限元法不包含起皱失稳判据,虽然利用引入初始缺陷等手段能够输出后屈曲形貌,但却无法界定确切的临界起皱时刻,且模拟结果会受到网格参数设置的影响发生波动。针对该问题,以吉田屈曲试验为验证试验,利用能量法理论与数值模拟相结合建立304不锈钢方板对角拉伸临界起皱判定线。探讨不均匀拉伸载荷性质下的临界起皱判定线的形貌及特征,讨论几何条件和边界条件对试件起皱失稳判定线的影响。通过全场应变测量系统VIC-3D拍摄的试验应变云图证实了所建立的起皱判定线的有效性。研究内容为板料起皱失稳极限图的建立提供了研究方法和部分数据支撑。

厚度和晶粒尺寸对高温合金带材起皱性能的影响

起皱失稳是金属薄板塑性成形过程中影响零件成形质量和尺寸精度的主要缺陷之一,而薄板厚度和微观组织对起皱行为的影响规律尚不明确。以不同厚度(0.2~0.25 mm)与晶粒尺寸(7.12~88.39μm)的GH4169合金带材为研究对象,开展方板对角拉伸试验,通过对比试验和模拟的载荷位移曲线验证了数值模拟的有效性。基于能量法和数值模拟相结合的方法建立了GH4169带材的起皱极限曲线。结果表明,随着带材厚度方向上晶粒数的减少,GH4169带材起皱极限曲线斜率绝对值下降,更易发生起皱现象。高温合金带材起皱的尺度依赖性是由于厚度方向晶粒数减少,不同晶粒间各向异性增强,材料变形协调能力变弱,抗皱能力变差。

扣条式屋面围护系统加固前后抗风揭性能分析及试验研究

在对扣条式金属屋面板基本特点进行分析的基础上,对其抗风性能薄弱环节进行了理论分析判断,指出了其薄弱环节是板刚度过小且扣合方式冗余度不足,对其原型板系统进行的抗风揭试验研究表明系统发生破坏时板跨中变形过大且初始破坏发生在扣合位置;根据抗风薄弱环节分析及原型板系统破坏特征,对加固后的板系统抗风揭能力进行了试验研究,并与加固前的原型系统抗风揭能力进行了对比。试验结果表明采用波谷通长压条和短压条的方案分别可以在原系统基础上提升139%、121%的静态抗风能力;基于理论分析和抗风揭试验结果,提出了对该类板型的适用范围、加固优化措施建议。