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车用纤维金属层板构件冲压变形行为研究

汽车工程 2023年第3期45卷 517-525页

作者：陈一哲范宏德王祎纯王辉李俊华林武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室武汉430070 武汉理工大学汽车工程学院武汉430070 江苏新扬新材料股份有限公司扬州225000 武汉理工大学湖北省材料绿色精密成形工程技术研究中心武汉430070

纤维金属层板(fiber metal laminate,FML)是一种新型轻量化混杂材料,逐渐被应用于汽车等运载装备领域,但其成形过程受多种参数影响,成形过程中的应力应变分布规律尚不清楚。选用T300碳纤维铝合金复合层板为研究对象,利用ABAQUS有限元软... 详细信息

纤维金属层板(fiber metal laminate,FML)是一种新型轻量化混杂材料,逐渐被应用于汽车等运载装备领域,但其成形过程受多种参数影响,成形过程中的应力应变分布规律尚不清楚。选用T300碳纤维铝合金复合层板为研究对象,利用ABAQUS有限元软件对其冲压成形过程进行模拟,并进行了精度验证。主要研究了FML在预浸料种类、层板厚度和层板数等因素的影响下,应力分布及壁厚变化规律。结果表明,建立的FML冲压模型计算精度准确,预浸料种类主要影响纤维层的应力分布和壁厚变化,层板厚度和层板数对各层的壁厚变化产生影响,通过减薄层板厚度或增加层板数可以缓解过度减薄问题,层板厚度和层数也会影响铝合金层的应力分布,随着厚度和层数的增加,铝合金层的应力分布趋于均匀。

关键词：纤维金属层板汽车轻量化冲压成形数值模拟应力与壁厚分布

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某高强钢汽车控制臂冲压成形工艺研究

塑性工程学报 2023年第12期30卷 47-54页

作者：乐起王玮珉胡志力庞秋武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心湖北武汉430070 海斯坦普金属成型(武汉)有限公司湖北武汉430070 武汉东湖学院机电工程学院湖北武汉430212

以高强钢汽车控制臂为研究对象,根据制件的材料强度高、几何结构复杂和成形困难的特点,制定多道次冲压工艺方案,采用Autoform软件分析冲压成形过程,研究冲压成形工艺参数对零件最大减薄率和回弹的影响,结果表明:压边力越大,板料的最大... 详细信息

以高强钢汽车控制臂为研究对象,根据制件的材料强度高、几何结构复杂和成形困难的特点,制定多道次冲压工艺方案,采用Autoform软件分析冲压成形过程,研究冲压成形工艺参数对零件最大减薄率和回弹的影响,结果表明:压边力越大,板料的最大减薄率越高;一定范围内,增大压边力可以减小回弹;摩擦因数越大,板料的最大减薄率越高;一定范围内,增大摩擦因数可以减小回弹。针对加工过程中回弹较大、拉延不对称的问题,对冲压工艺方案进行改进优化,最终有效减小了零件的回弹,控制了冲压件尺寸精度,采用CAE模拟优化了冲压成形工艺方案,并通过试验验证了优化后的工艺方案,试验结果与CAE仿真结果一致,成形质量达到产品要求。

关键词：高强钢冲压成形工艺参数工艺方案优化回弹

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GH3536合金板材复杂曲面冲压回弹预测

塑性工程学报 2023年第3期30卷 24-30页

作者：英焕岩刘厚吉吴宏超姚世传韩先洪上海交通大学材料科学与工程学院塑性成形技术与装备研究院上海200030 杭州汽轮机股份有限公司先进动力研究院浙江杭州310022

研究了GH3536合金板材复杂型面的冲压回弹预测问题。基于LS-DYNA有限元模拟软件以及优化软件LS-OPT,建立了一种适用于Y-U硬化模型和Chaboche硬化模型的参数拟合方法,并拟合了上述模型的待定参数。通过对比材料模型对循环剪切应力-应变... 详细信息

研究了GH3536合金板材复杂型面的冲压回弹预测问题。基于LS-DYNA有限元模拟软件以及优化软件LS-OPT,建立了一种适用于Y-U硬化模型和Chaboche硬化模型的参数拟合方法,并拟合了上述模型的待定参数。通过对比材料模型对循环剪切应力-应变曲线的力学响应和回弹预测,并与实验数据进行对比分析,确定了最适合GH3536合金板材复杂曲面冲压回弹预测的材料模型。结果表明,Hill’48屈服准则搭配Y-U硬化模型不仅能够很好地描述GH3536合金板材反向加载时的瞬时包辛格效应和相关硬化特性,从而实现对循环剪切应力-应变曲线的高精度力学响应,还可以准确地预测GH3536合金板材复杂型面的回弹。

关键词： GH3536合金板材冲压成形材料模型回弹预测

基于MLP-PSO算法的锆合金支撑架成形质量优化

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锻压技术 2023年第3期48卷 61-67页

作者：楚岩毛建中张小民袁佳健湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082 湖南交通职业技术学院机电工程学院湖南长沙410132

为了提高锆合金支撑架的冲压成形质量,基于Dynaform软件和正交试验设计方法,将最大减薄率作为评价指标,研究了折弯半径、板料厚度、摩擦因数、凸凹模间隙、压边力和冲压速度等参数对支撑架成形质量的影响规律。通过数值模拟获得了样本数... 详细信息

为了提高锆合金支撑架的冲压成形质量,基于Dynaform软件和正交试验设计方法,将最大减薄率作为评价指标,研究了折弯半径、板料厚度、摩擦因数、凸凹模间隙、压边力和冲压速度等参数对支撑架成形质量的影响规律。通过数值模拟获得了样本数据,利用多层感知机神经网络训练出预测支撑架减薄率的模型,对各因素的相关性进行分析,并通过粒子群优化算法得到了最优参数方案。结果表明:多层感知机神经网络模型能够有效预测支撑架的减薄率。在影响支撑架冲压的各参数中,折弯半径和摩擦因数的影响较大,凸凹模间隙和冲压速度的影响较小。采用粒子群算法优化后的参数方案进行冲压成形,最大减薄率降低24.2%,可有效降低支撑架的破裂率,提高支撑架的冲压成形质量。

关键词：锆合金支撑架冲压成形减薄率多层感知机粒子群优化算法

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锆合金条带冲压成形的多目标工艺优化

锻压技术 2023年第7期48卷 93-99页

作者：袁佳健毛建中张小民雷从一王犇湖南交通职业技术学院机电工程学院湖南长沙410132 湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082 湖南工商大学智能工程与智能制造学院湖南长沙410205 国核宝钛锆业股份公司陕西宝鸡721013

为了降低锆合金条带冲压时的减薄开裂风险,针对条带级进冲压时其特征成形具有相同的冲压速度、压边力与摩擦因数的特点,建立条带的简化有限元模型,并通过物理试验对有限元模拟的准确性进行验证。利用支持向量机分别建立条带弹簧与刚凸... 详细信息

为了降低锆合金条带冲压时的减薄开裂风险,针对条带级进冲压时其特征成形具有相同的冲压速度、压边力与摩擦因数的特点,建立条带的简化有限元模型,并通过物理试验对有限元模拟的准确性进行验证。利用支持向量机分别建立条带弹簧与刚凸特征的减薄率预测模型,针对条带整体成形减薄这一多目标问题,基于非支配排序遗传算法和熵权-TOPSIS法,求得3种润滑条件下的Pareto前沿解和对应工艺参数的综合排序。结果表明:条带的刚凸特征相较于弹簧特征的减薄率对工艺参数的变化更敏感;不同润滑条件时条带的最优冲压工艺差异明显;常用无润滑条件下,冲压速度为134.41 mm·s^(-1)、压边力为7862 N时,条带级进冲压具有最小的减薄开裂风险。

关键词：锆合金条带冲压成形减薄开裂弹簧刚凸

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汽车侧围前连接板冲压成形质量优化研究

材料科学与工艺 2023年第2期31卷 90-96页

作者：李晶闽西职业技术学院信息与制造学院福建龙岩364000

针对汽车侧围前连接板的成形质量缺陷问题,本文通过有限元软件分析工艺参数对成形质量的影响,并完成拉延模面的回弹补偿。首先,以最大减薄率和最大回弹量为评价目标,采用正交实验对压边力、模具间隙、冲压速度和摩擦系数4个工艺参数进... 详细信息

针对汽车侧围前连接板的成形质量缺陷问题,本文通过有限元软件分析工艺参数对成形质量的影响,并完成拉延模面的回弹补偿。首先,以最大减薄率和最大回弹量为评价目标,采用正交实验对压边力、模具间隙、冲压速度和摩擦系数4个工艺参数进行分析,获得影响成形质量最大的因素为压边力,冲压速度次之,确定最优工艺参数为:压边力300 kN、模具间隙1.20 mm、冲压速度90 mm/s、摩擦系数0.11;其次,采用节点位移法对拉延模面进行2次回弹补偿,将零件的回弹量控制在允许范围内;最后,将最优工艺参数和回弹补偿面应用于现场实验,测得试模件的最大减薄率为14.64%,最大正负回弹量为1.254 4 mm/-1.327 0 mm,试模件的最大减薄率和最大回弹量均在允许范围内,实验结果与仿真分析结果相近,验证了本实验方案的可行性。研究表明:通过优化工艺参数能够有效控制减薄、起皱和拉延不足等缺陷,并能够在一定程度上减少回弹量;通过对拉延模进行回弹补偿可以有效地控制回弹量。

关键词：冲压成形工艺优化正交实验回弹补偿质量控制

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汽车轻量化用铝合金材料及应用技术的研究

中国材料进展 2022年第10期41卷 786-795,807页

作者：刘贞山李英东赵经纬傅垒李利余康才毛晓东赵丕植中铝材料应用研究院有限公司北京102209

通过铝合金的应用实现汽车轻量化是节能减排的有效手段之一,国内汽车公司长期依靠进口铝合金汽车板,从成本、效率方面影响了汽车轻量化的进程,铝合金汽车板的国产化及应用技术的研究开发对推动我国汽车、特别是新能源汽车的轻量化至关... 详细信息

通过铝合金的应用实现汽车轻量化是节能减排的有效手段之一,国内汽车公司长期依靠进口铝合金汽车板,从成本、效率方面影响了汽车轻量化的进程,铝合金汽车板的国产化及应用技术的研究开发对推动我国汽车、特别是新能源汽车的轻量化至关重要。总结了5XXX、6XXX和7XXX系铝合金汽车板材及应用技术的研究成果,重点围绕中铝材料应用研究院开展的合金成分-工艺-金属组织-基本性能及应用性能的关联性研究进行系统总结,包括:覆盖件外板用6XXX系铝合金板材的包边性能与晶粒组织、漆刷线与织构、烤漆强化效果与团簇的关联性;覆盖件内板用5XXX系铝合金板材的屈服强度与晶粒尺寸的Hall-Petch关系、吕德斯带与金属组织的关系;结构件用热成形铝合金板材及相关热成形技术;铝合金汽车板成形极限的预测与冲压成形模拟仿真技术;自冲铆连接过程模拟仿真技术;磷化、锆薄膜化、硅烷化表面处理技术。希望为铝合金汽车板的国产化及进一步提升铝合金汽车板的性能提供参考。

关键词：覆盖件外板用6XXX系铝合金覆盖件内板用5XXX系铝合金热成形铝合金汽车板屈服强度烘烤强化冲压成形连接表面处理

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某汽车内板冲压成形工艺优化及回弹补偿

塑性工程学报 2022年第9期29卷 40-46页

作者：王大鹏李晓峰重庆工商职业学院智能制造与汽车学院重庆401520

为了解决某汽车纵梁冲压成形过程中存在的破裂、起皱和回弹等缺陷,提出了基于正交试验设计、数值模拟、克里金模型和遗传算法相结合的优化策略。在该策略中,正交试验设计用于构建试验安排,数值模拟用于得到试验参数组合下的冲压成形结果... 详细信息

为了解决某汽车纵梁冲压成形过程中存在的破裂、起皱和回弹等缺陷,提出了基于正交试验设计、数值模拟、克里金模型和遗传算法相结合的优化策略。在该策略中,正交试验设计用于构建试验安排,数值模拟用于得到试验参数组合下的冲压成形结果,克里金模型用于预测冲压成形指标,遗传算法用于优化代理模型。对正交试验结果进行方差分析,结果表明,该汽车纵梁冲压成形过程中压边力和模具间隙对冲压零件的最大减薄率和最大回弹有显著性影响。此外,通过遗传算法优化得到了最优工艺参数组合,即压边力为1600 kN、模具间隙为1.652 mm时,得到的冲压零件最大回弹量为4.42 mm,最大减薄率约为14%。经过回弹补偿后进行了冲压试制,得到的冲压零件表面质量良好,无起皱和破裂等缺陷,且零件的偏差较小,能够满足工艺生产的需求。

关键词：冲压成形正交试验方差分析遗传算法回弹

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薄壁双曲率金属包边冲压起皱机理及控制方法

塑性工程学报 2022年第11期29卷 42-52页

作者：陈一哲付舒程王辉胡志力华林武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学湖北隆中实验室湖北襄阳441000 武汉理工大学湖北省材料绿色精密成形工程技术研究中心湖北武汉430070 武汉理工大学汽车工程学院湖北武汉430022

针对薄壁双曲率金属包边在冲压过程中由于抗失稳能力弱、变形不均匀而容易塑性失稳产生起皱的问题,提出了采用分区压边与弯曲压边的方法以控制起皱缺陷。对304不锈钢板进行力学性能测试,获得了材料模型参数,建立了分区压边和弯曲压边的... 详细信息

针对薄壁双曲率金属包边在冲压过程中由于抗失稳能力弱、变形不均匀而容易塑性失稳产生起皱的问题,提出了采用分区压边与弯曲压边的方法以控制起皱缺陷。对304不锈钢板进行力学性能测试,获得了材料模型参数,建立了分区压边和弯曲压边的有限元分析模型,根据正交法则对凹模圆角半径、模具间隙和板料轧制方向进行了3因素2水平试验设计。通过将方形薄板能量法理论与有限元方形壳单元结合,编写了以能量法理论为核心的M程序,实现了对板料模型起皱现象的定量分析,揭示了起皱机理。分析了工艺参数对板厚均匀性与起皱水平的影响程度并进行了参数优化,基于最优工艺参数开展了冲压工艺试验。有限元仿真、能量法理论分析与试验的结果表明,采用弯曲压边模具,薄壁双曲率金属包边成形质量良好,起皱缺陷得到了抑制。

关键词： 304不锈钢复材桨叶金属包边冲压成形起皱机理与控制弯曲压边