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基于Dynaform的球底筒形件充液成形回弹有限元模拟

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锻压技术 2023年第5期48卷 275-281页

作者：张泉达孙福臻吉日格勒王耀中国机械科学研究总院集团有限公司先进成形技术与装备国家重点实验室北京100044 河北工业大学机械工程学院天津300401

基于Dynaform模拟仿真,针对球底筒形件,以液室压力、压边力、凸模与板料之间的摩擦因数和成形高度为因素开展正交试验研究,分析不同条件下零件的壁厚变化和回弹规律。结果表明:通过充液成形制备球底筒形件可以实现低拉深系数成形,拉深... 详细信息

基于Dynaform模拟仿真,针对球底筒形件,以液室压力、压边力、凸模与板料之间的摩擦因数和成形高度为因素开展正交试验研究,分析不同条件下零件的壁厚变化和回弹规律。结果表明:通过充液成形制备球底筒形件可以实现低拉深系数成形,拉深系数可达0.42,零件形状良好,无开裂、起皱;影响零件减薄率的主要因素为液室压力、压边力和摩擦因数,影响最大回弹量的主要因素为成形高度。最终确定优化参数组合为:液室压力为50 MPa、压边力为20 kN、摩擦因数为0.05、成形高度为50 mm,该参数组合下零件的减薄率低、回弹量小,满足设计要求。相较于平底筒形件,在参数相同的条件下,两者的回弹量相近,但球底筒形件的厚度分布更均匀,有利于材料的充分利用。

关键词：球底筒形件充液成形回弹减薄率正交试验

基于Autoform的铝合金座椅横梁热成形模拟及回弹补偿

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锻压技术 2022年第8期47卷 68-75页

作者：张泉达刘子知孙福臻吉日格勒李蕙宇北京机科国创轻量化科学研究院有限公司北京101407

针对某6XXX铝合金汽车座椅横梁,采用Autoform成形模拟软件建立热成形工艺有限元模型,进行成形工艺和零件回弹的分析研究。首先,利用Autoform进行回弹分析,通过直接补偿法对零件进行回弹补偿,多次迭代补偿后将零件的法向回弹量控制在±0.... 详细信息

针对某6XXX铝合金汽车座椅横梁,采用Autoform成形模拟软件建立热成形工艺有限元模型,进行成形工艺和零件回弹的分析研究。首先,利用Autoform进行回弹分析,通过直接补偿法对零件进行回弹补偿,多次迭代补偿后将零件的法向回弹量控制在±0.5 mm范围内,使得零件满足热成形生产要求。然后,进行模具研发和零件试制,对试制零件进行偏差检测,零件各点的总偏差均低于0.6 mm,符合主机厂的质量要求,证明了热成形模拟的合理性和有效性。模拟及零件试制结果表明,依据热成形模拟和回弹补偿结果进行零件加工能够获得优质的产品,能够为汽车高强铝合金零件的批量化生产提供设计参考。

关键词：热成形高强铝合金回弹补偿直接补偿法偏差检测

Ca和Mn微合金化对Mg-14Li-3Al-0.5Y合金微观组织和力学性能的影响

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特种铸造及有色合金 2021年第7期41卷 808-813页

作者：刘文才孙家伟张泉达高占奎吴国华丁文江上海交通大学材料科学与工程学院轻合金精密成型国家工程研究中心上海200240 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司

通过在强度较高而塑性不足的Mg-14Li-3Al-0.5Y合金基础上分别添加微量Ca、Mn元素,以研究Ca和Mn微合金化对铸态合金微观组织和力学性能的影响。结果发现,添加微量Ca使合金中生成了分布于β-Li晶界的半连续网状Al_(2)Ca相,消耗了具有固溶... 详细信息

通过在强度较高而塑性不足的Mg-14Li-3Al-0.5Y合金基础上分别添加微量Ca、Mn元素,以研究Ca和Mn微合金化对铸态合金微观组织和力学性能的影响。结果发现,添加微量Ca使合金中生成了分布于β-Li晶界的半连续网状Al_(2)Ca相,消耗了具有固溶强化效果的Al元素,β-Li显著细化。微量Mn的加入使合金中生成了弥散分布于β-Li基体的含Mn相和Al_(2)Mn_(3)相,显著抑制了β-Li的长大。开发了具有超低密度(1.36g/cm^(3))、高伸长率(11%)的新型Mg-14Li-3Al-0.5Y-0.2Mn合金,其屈服强度和抗拉强度分别达到144MPa和175.5MPa。

关键词： Mg-Li合金单相β-Li 显微组织力学性能

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铜管与翅片气压胀接工艺研究

压力容器 2015年第9期32卷 11-18页

作者：张泉达郎利辉吴磊北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

研究换热器中的铜管与翅片在气体介质均匀压力作用下的胀接工艺过程。首先根据理论公式计算出胀接时的最小胀接压力Pimin和最佳胀管压力Pisy,从而确定出合适的气压范围,选择几组气压值进行管板胀接工艺过程数值仿真。通过试验的方法,对... 详细信息

研究换热器中的铜管与翅片在气体介质均匀压力作用下的胀接工艺过程。首先根据理论公式计算出胀接时的最小胀接压力Pimin和最佳胀管压力Pisy,从而确定出合适的气压范围,选择几组气压值进行管板胀接工艺过程数值仿真。通过试验的方法,对数值模拟结果进行验证。研究结果表明,在计算得到的压力范围内,数值模拟结果与试验结果较为接近,同时铜管与翅片发生了过盈配合且胀紧度随着压力值增大而增大。

关键词：气压胀接胀接压力胀形量数值模拟试验验证

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后防撞梁外板的超高强钢热成形工艺

锻压技术 2023年第1期48卷 90-95页

作者：李蕙宇刘子知张泉达孙福臻吉日格勒李军中国机械科学研究总院集团有限公司先进成形技术与装备国家重点实验室北京100044 北京机科国创轻量化科学研究院有限公司北京101407 北京科技大学机械工程学院北京100083

针对汽车后防撞梁外板,采用数值模拟与零件试制相结合的方法,验证超高强钢热成形工艺的合理性和有效性。首先制定超高强钢的热成形工艺路线,据此采用有限元软件进行数值模拟,进行后防撞梁外板有限元模型的设计及优化,使得模拟结果满足... 详细信息

针对汽车后防撞梁外板,采用数值模拟与零件试制相结合的方法,验证超高强钢热成形工艺的合理性和有效性。首先制定超高强钢的热成形工艺路线,据此采用有限元软件进行数值模拟,进行后防撞梁外板有限元模型的设计及优化,使得模拟结果满足成形要求。然后进行零件试制,试制成功后进行尺寸型面检测和拉伸试验检测,确保试制零件的尺寸精度、抗拉强度和屈服强度满足要求。数值模拟和零件试制结果显示:模拟的零件最大减薄率为12.9%,最大起皱为9.6%,符合主机厂通用要求;试制零件检测偏差值满足公差要求,零件的抗拉强度实测值均超过1450 MPa,屈服强度实测值均超过950 MPa,达到零件的性能要求。依据热成形工艺和模拟方案进行零件加工,能够获得优质产品,为汽车超高强钢零件的批量化生产提供了设计参考。

关键词：超高强钢热成形工艺后防撞梁外板减薄起皱

基于多维度物理参数影响的超高强钢热成形冷却流场仿真分析

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精密成形工程 2022年第5期14卷 20-26页

作者：张泉达李蕙宇孙福臻吉日格勒刘子知北京机科国创轻量化科学研究院有限公司北京101407

目的研究关键参数对超高强钢热成形模内淬火效果的影响规律,合理选择模具材料和冷却流场空间结构,达到冷却淬火后材料中条状马氏体含量最大的目的。方法利用流体仿真软件Star–ccm+对超高强钢热成形模具冷却流场进行有限元模拟分析,采用... 详细信息

目的研究关键参数对超高强钢热成形模内淬火效果的影响规律,合理选择模具材料和冷却流场空间结构,达到冷却淬火后材料中条状马氏体含量最大的目的。方法利用流体仿真软件Star–ccm+对超高强钢热成形模具冷却流场进行有限元模拟分析,采用7种不同热导率的热成形模具材料和直径为15、20、25、30、35 mm的冷却管道管径,研究模具热属性及冷却管道分布的结构属性对板材淬火效果的影响规律。结果板材H13冷却效果最好,达到淬火标定冷却温度用时更短,热成形工艺冷却效率明显提升。冷却管道管径为35 mm的模具冷却效果最好,达到温度峰值时间更短,散热更快,为冷却流场空间结构提供优化参考。结论结合理论分析可知,模拟结果的热传递规律合理,仿真模具对超高强钢热成形模内淬火工艺的制定有一定的指导意义。

关键词：热成形模具冷却流场有限元模拟分析热属性模型优化板材淬火工艺

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大拉深比薄壁筒形件充液成形过程数值模拟

精密成形工程 2015年第5期7卷 93-98 114,114页

作者：张泉达郎利辉孔德帅王耀李奎北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191

目的利用充液成形工艺成形普通拉深工艺难成形的大拉深比筒形件。方法通过理论公式计算了冷冲压工艺成形该制件的道次,利用有限元软件Dynaform对充液成形过程进行了3个步骤模拟,并研究了第1步拉深时初始反胀高度对成形制件减薄率的影响... 详细信息

目的利用充液成形工艺成形普通拉深工艺难成形的大拉深比筒形件。方法通过理论公式计算了冷冲压工艺成形该制件的道次,利用有限元软件Dynaform对充液成形过程进行了3个步骤模拟,并研究了第1步拉深时初始反胀高度对成形制件减薄率的影响规律。结果利用理论公式计算,传统冲压方法成形拉深比为3.2的筒形件至少需要5个道次,而采用被动式充液成形方法只需要3个道次。每个道次的最大减薄率都在8%以内,最后得到拉深制件的最大减薄率为8.53%,在安全范围以内;第1步充液拉深时,反胀高度分别为1.75,2.75,3.75,4.75,5.75 mm时,得到制件的最大减薄率分别为5.28%,5.08%,4.8%,5.03%,5.03%。结论充液成形工艺较传统冲压工艺可以大大提高板料的成形极限,减少成形道次,成形制件质量好;合适的初始反胀高度,可以减小成形制件壁厚的最大减薄率。

关键词：充液成形拉深比反胀高度数值模拟

Flow property of AA2B06 sheet using overlapping elliptical bulge test

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2016年第8期26卷 2179-2187页

作者： Yao WANG Tie-jun GAO Quan-da ZHANG School of Mechanical Engineering and Automation Beihang University Beijing 100191 China Collaborative Innovation Center of Advanced Aero-Engine Beihang University Beijing 100191 China Faculty of Aerospace Engineering Shenyang Aerospace University Shenyang 110136 China

A novel experimental approach was presented, namely the overlapping elliptical bulge test, which can load and research thickness normal stress. Theoretical analysis model of the overlapping elliptical bulging was described, the equivalent stress?strain curves of target sheets with different ellipticity ratios were determined experimentally, and influences of the material performance and thickness of overlapping sheets on the flow property of the target sheet were also researched. The results show that, in the overlapping hydraulic bulge test, the equivalent stress?strain curve can be determined up to larger strains before necking than in the no overlapping hydraulic bulge test. And as the die ellipticity ratio decreases, the flow stress curves tend to move away from the curve obtained by circular (b/a=1) bulging test. Meanwhile, the flow property of the target sheet can be improved by choosing higher strength coefficient K, larger work hardening exponent n and proper thickness of the overlapping sheet.

关键词： flow property aluminum alloy overlapping sheet elliptical bulge thickness normal stress

Optimizing microstructure and mechanical properties of heat-treated Al-Zn-Mg-Cu alloy by indirect hot deformation technology

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Journal of Central South University 2022年第11期29卷 3544-3556页

作者： ZHANG Quan-da SUN Fu-zhen LIU Meng LIU Wen-cai State Key Laboratory of Advanced Forming Technology and Equipment(China Academy of Machinery Science&Technology) Beijing 100044China School of Mechanical Engineering University of Science and Technology BeijingBeijing 100083China National Engineering Research Center of Light Alloy Net Forming and State Key Laboratory of Metal Matrix Composite(Shanghai Jiao Tong University) Shanghai 200240China

In this paper,the indirect thermal tensile experiments of 7075 aluminum alloy including the pre-deformation process at room temperature and the final heat tensile process were carried out,the plastic deformation behavior and forming limit of the material in the compound forming process were investigated considering three pre-deformation amounts 4%,9%,14%,two strain rates 0.001 s^(-1),0.01 s^(-1) and four forming temperatures 300℃,350℃,400℃,450℃.In the indirect hot forming process,the material is sensitive to the pre-deformation,strain rate,and forming temperature,when the strain rate is 0.01 s^(-1),the pre-deformation amount is 4%,and the forming temperature is 400℃,respectively,the maximum tensile deformation is 50 ***,taking the process in which the forming temperature is 450℃ as an example,according to the observation of the microstructure appearance of fracture,the fracture type in the hot forming process was judged as the ductile *** analyzing the microstructure of the specimen treated with the quenching and artificial aging process,the eutectic T(AlZnMgCu)phase and α(Al)matrix formed a network of non-equilibrium alpha binary eutectic.

关键词： strain rate pre-deformation forming temperature AA7075 compound tensile