MULTIPOINT BLANK HOLDER FORCE CONTROL IN HYDROFORMING OF FUEL TANK

The study of multipoint blank holder force（BHF） control is carried out for hydroforming a complicated shape motorcycle fuel tank. By finite element method （FEM） simulation, the configuration of multipoint blank holder cylinders and the setting of local BHF are optimized, and the influences of the multipoint BHF on the hydromechanical deep drawing and conventional hydroforming processes are studied. The desired fluid pressure and whole BHF are predicted for hydromechanical deep drawing process. Finally, simulation results are testified by forming experiment, and they are in agreement very well.

Blank Holder Force Control System Driven by Servo-Motor

Blank holder force (BHF) control is used to prevent wrinkles of sheet metal in deep drawing process. Based on a novel conception of BHF control technique driven by servo-motor, a new BHF device with six-bar linkage mechanism has been designed and manufactured. Whole control system of the new BHF technique was developed, and the basic structure of the hardware configuration of the system was given. Software analysis, implementation and division of the functional modules have been done. Also, the control software in data acquisition and processing module has been developed in the relevant technology of the BHF control system for the requirements of real-time, stability and accuracy. By the new BHF device combined with the hardware and the software system, the BHF can be regulated accurately variation with the predefined BHF profile in deep drawing process.

连续变截面薄板的塑性变形特点及其冲压成形性能

对连续变截面板进行了拉伸和拉深试验,测定连续变截面板的力学性能和成形性能指标。研究发现:随着厚度差的增大,拉伸试验中连续变截面板的伸长率有所降低,但仍具有较高的延伸性,且随着厚度差进一步增加会出现二次断裂现象;拉深试验中连续变截面板的极限拉深比随厚度差的增大呈先增大后减小的趋势,而最小压边力增大,最大工作载荷减小。

新型变压边力拉深模设计

针对板料拉深成形过程中压边力控制较难的问题,根据凸轮机构运动的特点,设计了一种由曲柄滑块机构和凸轮机构组成的拉深模变压边力机构,该机构在拉深模工作过程中,能够合理控制压边力的大小。实践表明,变压边力拉深模满足拉深工艺要求,改善了拉深产品质量。

板料拉深成形中的压边力控制技术分析

总结了压边力控制技术的研究现状。对压边力研究及发展中的关键技术如压边力控制曲线的精确预测、压边装置、压边力加载模式以及材料参数和工艺参数的影响等做了详细分析,并探讨了变压边力控制技术的发展趋势。

伺服驱动压边力控制系统建模与仿真

将伺服驱动技术应用于压边力控制,可以更有效地控制拉深成形过程,提高成形效果。采用伺服电机驱动的压边力控制系统由机械和数控系统两部分组成,系统参数匹配的合理性对压边力控制的动态性能影响较大,而系统的动态性能直接影响到压边力控制精度和效果。首先对双滑块六杆机构输入输出方程进行了线性化处理,建立了机械系统、数控伺服系统的数学模型,得到了压边力控制系统的数学模型和仿真模型,对控制系统进行了仿真分析,初步确定了控制系统的位置环PID参数。最后根据仿真分析结果进行了压边力控制实验系统的参数设定,实验表明,根据仿真值稍作调整就能达到实验系统的控制要求,大大缩短了系统调试时间。

薄板冲压成形中的压边力控制模拟与应用

本文在详细分析了国内外对压边力研究的现状后 ,提出了压边力研究的两个主要方面 :压边力曲线的预测和压边力的优化控制。并首次提出了根据所获得的压边力曲线采用模糊控制理论对板料的起皱进行跟踪。

复合伺服驱动压边力控制方法及执行机构设计

基于伺服电机的可控性和六杆机构的变传动比及增力特性,提出了一种复合伺服驱动压边力控制方法。在分析数控伺服驱动压边力控制原理的基础上,根据慢速加载、快速返程的工艺要求,设计了压边力执行机构,并对其进行了系统仿真。采用复合伺服驱动压边力控制方法,使压边装置在产生较大压边力的情况下,仅需较小的电机功率,就可以满足压边过程中的压边力和行程的工艺要求。

平面应力条件下轴对称拉深成形法兰区起皱和破裂分析

分别采用平面应力和平面应变假设条件,对轴对称拉深成形法兰区的应力分布进行了分析比较,两种情况下的径向应力计算值相差较小,但周向应力计算值相差较大。有限元模拟表明,平面应力条件下得到的解析结果与模拟值非常接近,表明平面应力假设条件比平面应变假设条件更接近于实际情况。在平面应力条件下,建立了轴对称成形法兰区起皱失稳条件和圆筒形件破裂失稳条件,导出了临界压边力的计算式。对于某一具体的拉深成形问题,计算得到了临界压边力与拉深位置的关系曲线。分析结果有助于进一步认识拉深成形各变形区的变形特点,建立更符合实际的起皱、破裂准则,预测成形缺陷及临界压边力。

拼焊板方盒件冲压成形压边力数值模拟分析

用有限元分析软件Dynaform对拼焊板方盒件成形进行数值模拟,研究不同压边力对拉深过程中破裂危险点应变路径和焊缝移动的影响规律。通过调整压边力的大小和变化方式,可以实现对拼焊板方盒件薄板破裂危险点处应变路径的控制以及减小焊缝移动,从而提高拼焊板方盒件冲压成形性能。

拼焊板零件变压边力鲁棒控制策略研究

针对拼焊板零件冲压成形过程中恒压边力方法的不足,提出基于混合H2/H∞理论的变压边力控制方法,建立了变压边力混合H2/H∞控制模型,设计了变压边力混合H2/H∞控制算法和控制逻辑。采用该模型对拼焊板零件冲压成形进行反馈数值模拟,分析有无变压边力混合H2/H∞控制对拼焊板零件成形缺陷的影响,并在变压边力冲压机上进行试验验证。仿真和试验结果表明:基于混合H2/H∞理论的变压边力控制方法可成功冲压出车身前围上盖板,可有效避免恒压边力下的起皱和破裂两种缺陷,该控制方法同时考虑冲压行程和压边板位置进行压边力优化,具有更好的鲁棒性。

翼子板拉延成形数值模拟研究

利用DYNAFORM软件对翼子板的拉延成形过程进行了数值模拟研究。通过改变拉延筋和压边力等工艺参数,满足了零件工艺质量要求,降低了制模和试模风险,缩短了开发周期。

基于状态空间法的板料成形过程闭环控制系统的建模及仿真

冲压过程中,因材料的性能参数、润滑条件的波动和模具参数的改变,导致冲压件质量的不稳定,因此必须提高冲压件质量的控制鲁棒性。压边力是板料冲压过程的重要工艺参数之一,合理控制压边力的大小,可以避免起皱或破裂等缺陷。文章提出了一种基于结合RBF神经网络和经典状态空间理论的板料成形过程控制策略,并建立了其控制模型。引入时序分析法,将压边力的调整与反映工件成形质量的法兰边的吸入量误差联系起来,同时应用非线性最小二乘法识别出增益系数。仿真结果表明,在加入一噪声后,仍能获得满意的冲压件质量,模型具有较高的控制鲁棒性。

压边力在板料冲压成型中的控制研究

压边力的控制研究是板料冲压成型过程中的一个重要内容。首先分析了国内外对压边力的研究现状,然后提出了压边力曲线的预测和压边力的优化控制是压边力研究的两个主要方面,最后提出了采用模糊控制理论对压边力大小和板料的起皱进行跟踪控制,并给出了一个实例。

矩形盒曲面压料的变压边力拉深数值模拟分析

运用数值模拟的方法研究了矩形盒曲面压料拉深时,采用随时间及位置变化的压边力对成形性能的影响。分析结果表明曲面整体压料时,渐增式压边力加载相应地可以提高矩形盒成形性,渐减式压边力加载不利于提高成形性。在压边圈直、曲边分块压料,并分别采用不同压边力模式进行组合加载的模拟实验中,直、曲边均采用渐增式压边力加载,在很大程度上提高了矩形盒拉深成形性。

盒形件智能化拉深压边力规律的实时预测

拉深过程中,压边力规律的实时预测是实现变压边力实时控制的关键。以盒形件为研究对象,引入人工神经网络,研究了变压边力规律实时预测模型的拓扑结构,获得了样本数据与提高预测模型收敛精度和泛化精度的方法。结果表明:对输入样本进行归一化处理,采用正则化训练方法,并适当地选取训练样本数和隐层节点数,可使预测模型的泛化精度控制在10%以内。

三角冲压件的压边力成形仿真分析

建立了三角冲压件的有限元模型,利用DYNAFORM软件,采用数值模拟的方法研究了三角形冲压件拉深时,压边力随时间及位置变化对成形性能的影响。基于不同的压边力加载模式,对成形极限进行了仿真分析。分析结果表明,对于不同的压边力模式,拉深成形性能完全不同,合理的压边力能改善板材的成形性能。

机械式多点变压边力压边组件的设计

分析了目前多点变压边力压边装置的研究现状,根据凸轮机构运动的特点,设计了一种由齿轮齿条机构和凸轮机构组成的机械式多点变压边力压边组件。通过改变凸轮轮廓曲线形状和轮廓曲线工作区间,可实现多种不同的压边力变化。该组件结构紧凑、成本低,能充分满足多点变压边力压边要求。

板材拉深成形电控永磁压边方法研究

为了克服传统压边方法不能独立施加压边力,电磁压边能耗高且发热量大的问题,提出了一种基于电控永磁技术的压边方法。根据电控永磁技术和拉深成形工艺的特点,研制了带有磁力压边装置的拉深成形模具。采用有限元方法模拟了磁极单元和磁垫的充退磁过程,在进行磁场和力学场耦合分析的基础上,确定了以磁吸力作为压边力施加在成形板坯上的接触压力分布。由有限元软件模拟的电控永磁压边与传统压边作用下板坯的成形效果可知,两种压边方法所得拉深件的应变分布基本一致。采用电控永磁压边方法分别对直径为180 mm和195 mm的08Al板坯(厚度为0.98 mm)进行了拉深实验,拉深高度为48 mm,结果表明,电控永磁压边方法可以实现压边力的独立加载,能够提供足够大的压边力。最后,分别计算了采用传统压边方法、电磁压边方法和电控永磁压边方法的能量消耗,其中,电控永磁压边方法节能效果最好,相对于电磁压边方法,节能高达95%以上。