大型超薄壁球壳无模爆炸成形

大型薄板球面体成形一直是板料成形工艺中的难点，本文对大型超薄壁球壳的制造提出一种整体成形新方法，通过应用无模爆炸成形技术，解决了薄壁和超薄壁球壳的制造，并通过大量工程实践验证了整体结构设计原则和炸药量理论计量公式，揭示了这一新技术的应用前景。     

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。     

金属板材拉深智能化控制系统

运用能量法,建立了板材拉深过程完整的力学模型。针对板材拉深成形中起皱和破裂的具体情况,定量分析了板材起皱和破裂的失稳判据。确定板材成形的压边力三极限,并推导出板材成形的优化压边力控制规律。运用神经网络实现了板材材料性能参数的实时识别和压边力优化曲线的实时预测。利用LabVIEW软件编译了智能控制系统程序,采用基于虚拟仪器技术和产品,建立板材智能化拉深控制系统,实现板材成形的智能化。     

关于圆筒形件拉深成形极限的研究

本文通过分析拉深过程中圆筒形件凸缘部分的应力应变分布情况,推导出了筒形件拉深成形极限的预测式,通过与国外提出的三种预测式的对比和五种板材的室温拉深成形实验,验证了该预测式的正确性。结果表明：本文提出的圆筒形件拉深成形极限的预测式计算量小,精确度高,相对误差小于5％,能够较准确地预测板材的拉深成形极限。     

齿轮空心坯正挤压工艺参数对同心度的影响规律研究

针对行星齿轮空心坯正挤压时零件内孔和外圆的同心度差的问题,应用有限元塑性软件DEFORM-2D对该零件成形过程中的金属流动规律进行数值模拟分析,采用追踪点方法研究了下凸模与凹模之间的径向偏移误差、工作带、锥顶角对下凸模弯曲变形的影响规律。模拟结果表明:控制下凸模与凹模之间的径向偏移误差大小、合理选择工作带长度和锥顶角都有利于减轻下凸模弯曲变形,从而保证零件的同心度。工艺试验结果表明:减小径向偏移误差、选择最佳工作带长度和锥顶角能有效改善零件的同心度。     

基于ANSYS的板料成型系统模内加热模块热分析

针对目前板料热成形过程中存在的能量浪费、板料氧化严重等缺点,文章对模内加热方案进行研究探讨,使用ANSYS-Icepack对板料冲压成形的模内加热温度场进行模拟分析,并以此基础做出实物并调试对比模拟状况。结果显示：对于该模架,上下模1 000 W的热源同时加热时,加热组块最高温度可达近400℃,中间板材可加热到300 qC以上,10min之后散热和加热接近平衡。按该模型设计的实际加热系统的温度分布与模拟基本接近。该研究对模内加热模块的设计进行了模拟与初步的试验,将有助于板料热成形技术方面发展。     

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。     

考虑局部变薄时拉深高度的计算

板料在拉深带凸缘的零件时,必须伴随一定量的局部变薄,在这种情况下,产品的成形高度是由两种变形叠加而成,即拉深变形和局部变薄。     

基于逆向有限元法的激光拼焊板拉深坯料优化

针对激光拼焊板冲压过程中成形性能及轻量化要求,对其进行相关优化研究。以DP780与DP1180激光拼焊板 方盒件拉深成形工艺为基点,通过单向拉伸实验获取2种材料的力学性能参数,代入CAE软件DYNAFORM中以提高模 拟准确性,并基于逆向有限元法对方盒件坯料的形状与尺寸进行优化,最终得出优化的激光拼焊板拉伸坯料轮廓设计方 案。物理实验证明：使用通过逆向有限元法优化而得的坯料外轮廓进行拉深成形,不仅可以提高成形性能,同时还降低 了材料损耗。     

基于正交试验镁合金径向分块拉深壁厚优化

为提高镁合金圆筒件拉深成形质量,课题组利用有限元模拟软件Dynaform和正交试验方法对压边圈分块位置、压边力分配比例及总压边力进行径向分块压边模拟优化。通过对板材壁厚研究,在分块位置80 mm,压边力分配比例1[DK]∶3,总压边力16 kN时,可获得板材最大变薄率的最小值(16.81%);而在分块位置65 mm,压边力分配比例1[DK]∶3,总压边力20 kN时,可获得板材最大变厚率的最小值(6.74%)。与整体压边相比,径向分块压边有效改善了板材壁厚不均匀性,这对工业上提高板材成型质量、获得优良产品具有一定参考意义。     

板料弯曲回弹分析与控制

弯曲件成型过程中,由于弹性变形的存在,当除掉外力后,会产生回弹。这种回弹是不可避免的,由于它的存在严重影响着板料的弯曲成型精度及成型质量,本文分析了影响板料弯曲回弹的主要因素,提出了在设计和制造中控制板料弯曲回弹的方法。     

飞行平台罩的爆炸成形

通过飞行平台罩的爆炸成形实验,对薄板深拉延爆炸工艺进行了有效的分析和探讨。从爆炸成形工艺参数上看,当板料相对厚度t/D较小,且形状较复杂,相对拉深深度W/D又较大时,其成形难度也较大。飞行平台罩大体上属于这一类型问题。本实验的结果也适用于其它材料类似零件的爆炸成形工艺。     

回弹模拟精度的主要影响因素

板料成形过程中普遍存在着回弹问题,特别在弯曲和浅拉深过程中回弹现象更严重,在板料成形领域,回弹已成为模具设计中要考虑的关键问题。本文从成形过程模拟和回弹过程模拟两方面对影响回弹模拟精度的主要因素进行了研究,指出限制回弹模拟精度提高的重要因素和提高回弹模拟精度的主要措施。     

在板材成形中材料机械性能指标的分析

本文通过单向拉伸与双向等拉的对比计算,对在板材成形中材料机械性能指标结果进行了分析,认为将单向拉伸实验测出的机械性能指标直接用于板材成形有较大的片面性.其结论是用双向等拉所得到的强度极限及极限延伸率均比单向拉伸对应值高得多.     

基于响应面模型和灰色关联度的板料成形工艺参数优化

以非线性有限元分析软件Dynaform为平台,基于二阶响应曲面法和灰色关联度,对非标准盒制件冲压成形工艺 参数寻优。首先,利用正交试验法获取不同因素的不同组合下的减薄率数值;再采用灰色关联度理论,找到对该盒形件 最大减薄率起主要影响的2个因素即等效拉延阻力和压边力;基于响应曲面模型,利用Design Exper软件,结合中心复合 设计法( CCD)建立优化目标和主要影响因素的二次回归模型;据成形极限图(FLD)的曲线设置板料的目标函数,可求得 等效拉延阻力和压边力的最优解。通过对比优化前后的数值模拟结果可知,优化后的冲压参数可以有效提高板料成形 性能和质量。     

基于ABAQUS的带状切屑有限元仿真研究

稳态金属切削过程中,若形成可断带状切屑,可以得到较好的表面质量。为研究带状切屑的形成过程,采用Johnson-Cook材料模型,利用任意拉格朗日欧拉网格算法(ALE)实现切屑分离,建立二维正交自由切削模型。有限元仿真获得带状切屑形成时的切削力、切削应力及能耗变化趋势,并对相关数据进行处理。通过分析不同刀一屑摩擦因数对切削过程影响规律,切削力变化趋势预测,切削各阶段对应力场影响的判断,切削过程中总能量变化情况等,初步揭示第一变形区弹性变形规律。研究为进一步揭示带状切屑的形成机理奠定基础,对金属切削实践具有一定的指导意义。