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板料冲压成形数值模拟中等效拉延筋模型的建立与实现

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锻压技术 2000年第6期25卷 24-27页

作者：徐丙坤施法中北京航空航天大学飞行器制造工程系 100083

设置拉延筋是板料拉深成形过程中控制材料流动的有效方法。在板料成形数值模拟中 ,为节省计算时间 ,常采用等效拉延筋模型。本文在参考国内外有关资料的基础上 ,建立了一种等效拉延筋模型。模型中考虑了拉延筋约束力、塑性厚向应变以及... 详细信息

设置拉延筋是板料拉深成形过程中控制材料流动的有效方法。在板料成形数值模拟中 ,为节省计算时间 ,常采用等效拉延筋模型。本文在参考国内外有关资料的基础上 ,建立了一种等效拉延筋模型。模型中考虑了拉延筋约束力、塑性厚向应变以及垂直于压料面的约束保持力的影响 ,并在程序中予以实现。

关键词：板料成形数值模拟等效拉延筋数学模型冲压

等效拉延筋和真实拉延筋对顶盖后横梁模拟成形质量的影响

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锻造与冲压 2011年第3期 57-62页

作者：赵磊刘全坤冯玉慈合肥工业大学材料科学与工程学院合肥华龙模具有限公司

以Autoform软件为平台,汽车预盖后横梁零件为便，研究拉深成形过程中等效拉延筋、真实拉延筋两种布置方式对零件模拟成形质量的影响，最终确定两种方式下满足零件成形质量的拉延筋布置方案。

关键词：等效拉延筋成形质量模拟横梁顶盖布置方式成形过程零件

等效拉延筋模型及其在板料成形数值模拟中的应用

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现代制造工程 2005年第10期 57-58,66页

作者：黄桂美詹艳然福州大学机械工程学院福州350002

讨论等效拉延筋的建模方法、常用模型及其在板料成形数值模拟中的应用情况,并指出研究中仍存在的问题及今后的发展方向。

关键词：等效拉延筋板料成形数值模拟

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结合等效拉延筋的毛坯设计方法的研究

汽车工艺与材料 2000年第8期 6-8页

作者：王烨沈启彧王玉国卫原平张永清上海交通大学塑性成形工程系!上海200030

研究了在板料成形毛坯设计中加入等效拉延筋进行计算的毛坯设计方法，提出了利用反向方法结合等效拉延筋进行毛坯设计的设计思想。通过实例的研究表明,这种毛坯设计方法是合理的，同时也表明结合等效拉延筋的毛坯设计方法可以用于大型... 详细信息

研究了在板料成形毛坯设计中加入等效拉延筋进行计算的毛坯设计方法，提出了利用反向方法结合等效拉延筋进行毛坯设计的设计思想。通过实例的研究表明,这种毛坯设计方法是合理的，同时也表明结合等效拉延筋的毛坯设计方法可以用于大型覆盖件的毛坯设计。

关键词：等效拉延筋毛坯设计反向方法覆盖件

基于CAE的拉延筋布置对板料成形质量的影响研究

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塑性工程学报 2007年第5期14卷 18-22页

作者：李海波韩利芬刘静珏湘潭大学机械工程学院湘潭411105

拉延筋是影响薄板冲压成形质量的一个重要工艺因素。基于动力显式有限元分析方法,运用商品化有限元分析软eta/DYNAFORM对拉延筋在方形盒圆角部位的布置进行了数值模拟试验。采用板料厚度的变差作为成形质量的指标,首先比较了圆角处不同... 详细信息

拉延筋是影响薄板冲压成形质量的一个重要工艺因素。基于动力显式有限元分析方法,运用商品化有限元分析软eta/DYNAFORM对拉延筋在方形盒圆角部位的布置进行了数值模拟试验。采用板料厚度的变差作为成形质量的指标,首先比较了圆角处不同形式的拉延筋设置对成形质量的影响;然后调整同种布筋形式下拉延筋线与凹模轮廓线之间的距离,比较了不同位置的拉延筋设置对成形质量的影响;最后,集中研究了圆角部位斜拉延筋线角度变化对成形质量的影响。分析结果表明,不同的布筋形式、位置和角度对板料冲压成形质量均有显著影响。

关键词：等效拉延筋拉延筋设置形式厚度变差

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拉延筋约束阻力的一种解析计算方法

锻压技术 2001年第6期26卷 11-13页

作者：徐丙坤施法中北京航空航天大学 100083

根据虚功原理和对板料在拉延筋处变形的分析 ,得到平均外力的计算公式 ,然后参考Levy方法提出了一种计算拉延筋约束阻力的参数拟合公式 ,并根据试验得到参数值。公式中考虑了材料的各向异性和应变速率敏感性。通过将计算结果与Nine的试... 详细信息

根据虚功原理和对板料在拉延筋处变形的分析 ,得到平均外力的计算公式 ,然后参考Levy方法提出了一种计算拉延筋约束阻力的参数拟合公式 ,并根据试验得到参数值。公式中考虑了材料的各向异性和应变速率敏感性。通过将计算结果与Nine的试验结果进行对比。

关键词：板料成形等效拉延筋拉延筋约束阻力各向异性应变速率敏感

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汽车覆盖件成形性分析和数值模拟

汽车覆盖件成形性分析和数值模拟

作者：韦东来吉林大学

学位级别：硕士

汽车工业是我国重要的支柱产业。汽车覆盖件成形与模具现代设计是制约我国模具工业特别是汽车工业发展的关键性技术。汽车覆盖件成形过程的数值模拟技术是金属塑性加工理论和工艺、计算力学、CAD技术、计算机图形学等多个学科相互交叉... 详细信息

汽车工业是我国重要的支柱产业。汽车覆盖件成形与模具现代设计是制约我国模具工业特别是汽车工业发展的关键性技术。汽车覆盖件成形过程的数值模拟技术是金属塑性加工理论和工艺、计算力学、CAD技术、计算机图形学等多个学科相互交叉渗透的研究方向。涉及到连续介质力学中材料非线性、几何非线性和边界条件非线性三重非线性问题的计算，难度很大。目前，西方发达国家已经将数值模拟分析作为产品设计与制造流程中不可逾越的工艺规范加以实施，而我国的工业企业界还处于对数值模拟技术的初步认同和浅显的应用阶段。为此，本文作者致力于汽车覆盖件的成形性分析和数值模拟，所模拟的复杂汽车覆盖件主要来源于日本フレス株式会社和第一汽车集团吉林轻型汽车制造厂。以Pro/E和UGII软件为三维造型平台，通过标准交换格式IGES导入DYNAFORM软件，依据工业应用中的实际工况进行模拟。本文作者在认真学习和总结现有的国内外研究成果的基础上，探讨和深化了板料成形数值模拟的实际应用，主要完成了以下工作：总结了板料成形有限元模拟理论和关键技术，系统地阐明了材料模型、几何模型、接触和摩擦、模具系统和工艺参数以及回弹分析。分析和比较了静力隐式解法与动力显式解法的基本特点和适用范围，认为目前动力显式解法是求解复杂覆盖件拉延成形模拟的最有效方法。归纳了覆盖件成形模拟的一般步骤，并结合覆盖件的特点提出了在前处理阶段如几何模型建立、网格划分等应该注意的问题。受日本フレス株式会社委托，本文利用DYNAFORM软件对丰田普通型轿车前围板进行了拉延过程的模拟，针对压边力、凸凹模圆角、拉延筋设置及板坯形状进行了优化，消除了拉裂及起皱现象，解决了实际生产中的问题。微型客车后立柱外板是一个大型复杂的汽车外覆盖件,在实际成形过程中很容易开裂或起皱。本文通过详细的工艺分析，确定了工艺补充部分和凹模圆角，建立了合理的有限元模型。比较了形变理论与增量理论的特点，提出一步加载可用于设计早期估计零件的可成形性和工艺的可行性，并通过模拟给予了验证。通过反复模拟，优化了坯料外形，并且为工艺补充部分的进一步修改提供了有力的理论依据和实现手段。探讨了等效拉延筋的基本原理和实际应用。分析了等效拉延筋仍然存在的问题。在后立柱外板上分别设置真实拉延筋和等效拉延筋，比较了它们的异同，模拟结果表明等效拉延筋是可靠的，明显地降低了计算机时。对于多工步成形问题（包括二次拉延），在模拟过程中应该注意应力和应变的传递，即前后工步应力、应变的连续性。后续工序模拟的精度跟上一道工序的模拟结果有直接的联系，又有其自身的特点。切边的模拟过程一般简化为纯几何过程。翻边模具运动机构复杂，为了减少建模和接触搜寻的计算时间，可以省略与零件不接触的其它模具表面。无约束圆筒形弯曲和前翼子板多步成形的数值模拟是NUMISHEET2002提供的标准考题。本文严格按照要求进行模拟和分析，并与实验结果作了对比。结果表明，对于具有大回弹量的高强钢板U形弯曲，模拟软件对回弹的预测具有实用价值。而前翼子板的多工步成形模拟表明，相对于拉延、切边和翻边等工序的模拟来说，回弹的模拟要困难很多。虽然模拟结果有一定的参考价值，但是有待提高。归纳了回弹数值模拟技术的基本特点和影响回弹模拟精度的主要因素。对于回弹模拟而言，成形过程中弯曲应力场的模拟至关重要，为了提高弯曲应力的模拟精度，一个有效的方法是适当地增加材料厚度方向的高斯积分点数。对于壳单元一般取7个高斯积分点为宜。板料单元尺寸的选择与模具圆角半径的大小有直接的关系。大量计算结果表明，当流过模具圆角处的单元尺寸为模具圆角半径的1/2～1/3时，应力、应变场模拟结果最优，回弹结果与实验结果最为接近。此外，采用随动强化模型所获得的回弹结果更接近于实验值。

关键词：汽车覆盖件数值模拟前围板后立柱外板前翼子板回弹等效拉延筋多工步成形

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有限元逆算法在钣金展开中的应用

有限元逆算法在钣金展开中的应用

作者：唐于芳南京航空航天大学

学位级别：硕士

在冲压板料成形加工中,钣金件展开计算非常重要。求得钣金件的展开毛坯,是分析钣金件变形程度、设计工艺以及拟定工艺规程的前提。合理的毛坯形状和尺寸,可以明显改善冲压过程中板料变形不均匀的现象,充分发挥金属的成形性能。在钣金件... 详细信息

在冲压板料成形加工中,钣金件展开计算非常重要。求得钣金件的展开毛坯,是分析钣金件变形程度、设计工艺以及拟定工艺规程的前提。合理的毛坯形状和尺寸,可以明显改善冲压过程中板料变形不均匀的现象,充分发挥金属的成形性能。在钣金件的展开方法中,基于全量理论的有限元逆算法只考虑初始构形及最终构形两个形态,计算速度快,是一种高效的展开算法。在给定工艺条件下,逆算法能快速计算出钣金件的毛坯形状,以及最终的应力、应变分布和厚度变化等信息。本文详细阐述了板料成形基本理论,对有限元逆算法的基本原理和实施过程进行了介绍;使用比例加载条件下的材料厚向异性本构关系和简单有效的三角形膜单元,研究了模具对工件作用力、压边力、拉延筋约束阻力的简化计算方法,建立了相应的有限元逆算法方程,并编写了计算机程序。用有限元逆算法展开程序对矩形盒和L形盒进行了展开计算,并将计算结果与增量有限元软件DYNAFORM和PAMSTAMP的模拟结果进行了分析比较。分析结果显示:在工程精度范围内,有限元逆算法计算结果与增量有限元计算结果基本吻合,但逆算法的计算速度大大高于增量有限元法,节省了大量时间。实例分析表明有限元逆算法是一种有效的展开算法,在产品初期设计阶段具有较大的应用价值。最后在完成三角形单元的基础上,本文又推导了基于四节点四边形等参单元的有限元逆算法控制方程;完成了基于四边形等参单元的前期处理部分的设计和编程工作。

关键词：钣金成形有限元逆算法压边力等效拉延筋四边形等参单元

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汽车覆盖件冲压成形数值模拟技术研究及应用

汽车覆盖件冲压成形数值模拟技术研究及应用

作者：谭保中吉林大学

学位级别：硕士

汽车工业是我国重要的支柱产业。汽车覆盖件成形与模具现代设计是制约我国模具工业特别是汽车工业发展的关键性技术。随着数值分析技术、塑性成形理论、冲压技术和计算机技术的发展,数值模拟技术逐渐应用于汽车覆盖件冲压成形工艺和模... 详细信息

汽车工业是我国重要的支柱产业。汽车覆盖件成形与模具现代设计是制约我国模具工业特别是汽车工业发展的关键性技术。随着数值分析技术、塑性成形理论、冲压技术和计算机技术的发展,数值模拟技术逐渐应用于汽车覆盖件冲压成形工艺和模具的优化设计。本文首先介绍了板料成形数值模拟技术的发展历史,回顾了国内外学者在这一领域取得的研究成果,随后讨论了弹塑性有限元的理论基础,包括屈服准则、本构关系、单元理论及动力显式算法。接着对汽车覆盖件的成形进行了数值模拟;并对影响覆盖件成形的关键参数进行了详细分析,归纳了覆盖件的工艺流程。轿车前翼子板是车身重要的外板件,成形质量要求较高。本文利用DYNAFROM模拟了前翼子板的拉延过程,在前处理阶段分析了工艺性,确定了冲压方向,设计了工艺补充,优化了坯料初始形状,建立了有限元模型。在数值模拟中模具参数的设置至关重要,将直接影响到模拟结果的好坏。本文利用正交试验法分析了不同的压边力、冲压速度、凸凹模间隙和摩擦系数等工艺参数对成形质量的影响,由此确定了合理的工艺参数。本文还着重研究了拉延筋的作用和影响,并分别对不同形式的拉延筋进行了模拟,最后确定了拉延筋的形式和尺寸。在模拟结果的基础上,制定了轿车前翼子板冲压工艺方案,并根据模拟分析的结果设计、制造了轿车前翼子板拉深模具。经过工艺试验,获得了较为理想的产品。由此可见,利用数值模拟技术对汽车冲压件进行冲压成形的过程仿真,可以预知金属的流动、应力应变、温度分布、模具受力、可能产生的缺陷及失效形式等;从而达到优化模具结构,缩短研发制造周期,减耗和降低成本的目的。

关键词：汽车覆盖件冲压成形数值模拟正交试验等效拉延筋模具设计