时序综合分析在金属板柔性成形试验中的应用

基于数值模拟的板材渐进成形回弹技术应用研究一、引言板材成形是现代制造业中常见的金属加工方式之一。

在板材成形过程中，由于材料性质的差异和成形过程中的应力变化，常常会产生回弹现象，影响成形件的精度和质量。

研究渐进成形回弹技术是非常重要的。

数值模拟技术是一种有效的手段，可以帮助工程师预测和分析成形过程中的各种物理现象，对于渐进成形回弹技术的研究也起着至关重要的作用。

本文将围绕基于数值模拟的板材渐进成形回弹技术应用展开研究。

二、板材渐进成形回弹技术的基本原理1. 渐进成形渐进成形是一种经典的板材成形方法，它通过逐步改变板材形状，使得板材得到需要的几何形状。

在渐进成形过程中，板材会受到复杂的应力和应变作用，从而产生回弹现象。

2. 回弹机理回弹是板材成形过程中不可避免的现象，它主要是由于成形过程中材料的弹性变形和应力释放所引起的。

当板材在成形后释放外部应力时，材料会产生弹性恢复，使得成形后的形状发生变化，导致回弹。

渐进成形回弹技术旨在通过调整成形工艺参数和工序顺序，减少或控制板材成形后的回弹变形，从而获得满足要求的成品。

这种技术需要借助数值模拟来预测和分析成形过程中的各种物理现象，以便制定合理的成形工艺参数和工序。

1. 数值模拟方法数值模拟是一种通过计算机模拟真实物理现象的方法，可以用于预测和分析成形过程中的各种物理现象，包括应力分布、应变分布、热变形等。

常见的数值模拟方法包括有限元法、有限体积法、边界元法等。

这些方法可以有效地模拟板材成形过程中的各种物理现象，为渐进成形回弹技术的研究提供必要的数据基础。

2. 渐进成形回弹数值模拟模型在板材渐进成形回弹技术的研究中，需要构建合适的数值模拟模型，用于预测和分析成形过程中的回弹变形。

这个模型需要考虑材料的本构关系、成形工艺参数、板材初形等因素，以准确地描述成形过程中的应力和应变分布，从而预测回弹变形。

3. 数值模拟与实验验证数值模拟技术的研究需要与实验验证相结合，以保证数值模拟的准确性和可靠性。

镁合金板材热渐进成形的实验研究
镁合金材料的热渐进成形是由江苏省机床制造所和中国科学院上海机械工程研究所共同开展的一项实验性研究，旨在研究镁合金材料热渐进成形工艺参数和过程条件对成形性能的影响规律。

实验采用差示扫描量热仪、差示温度记录仪和差示温度控制系统等专业仪器对镁合金板材热渐进成形过程中形变、温度变化规律进行实时监测，测绘出热渐进成形过程的温度曲线和形变曲线，记录各种爬升工艺参数的具体值，并对各类成形参数和结果进行定量分析和多参量耦合效应研究。

结果表明，当成形温度从400℃升到480℃时，镁合金板材的抗拉强度值自400MPa上升到460MPa；当热渐进成形时间从20秒变为30秒时，镁合金板材的抗弯强度值从95MPa 上升到110MPa；当曲折比从4:1增加到10:1时，板材的抗弯强度值从100MPa上升到120MPa；当辊筒转速从4rpm变为10rpm时，镁合金板材的抗弯强度值从100MPa上升到120MPa。

综上所述，可以确定的是：热渐进成形通过可控的参数调节可以显著提高镁合金板材的抗强度和机械性能，以实现用于高性能加工时采用镁合金板材的更多应用。

金属塑性成形的过程模拟及其实现算法的研究
黄盛林;周天瑞;辛勇
【期刊名称】《南昌大学学报（工科版）》
【年(卷),期】2002(024)002
【摘要】金属塑性成形的数值模拟可以分析得到任一时刻金属的变形状态,其结果一般是静态的.而过程模拟技术可以实现塑性成形整个过程的模拟与可视化,使得成形过程中金属毛坯的流动情况、应力场及其它数据场全程动态可视.本文以齿轮的精锻过程为例对金属塑性成形的过程模拟技术进行了研究,探讨了实现金属塑性成形过程模拟的一些关键技术问题,并给出了实现该技术的具体算法.
【总页数】3页(P30-32)
【作者】黄盛林;周天瑞;辛勇
【作者单位】南昌大学机电学院,江西南昌,330029;南昌大学机电学院,江西南昌,330029;南昌大学机电学院,江西南昌,330029
【正文语种】中文
【中图分类】TG301
【相关文献】
1.金属塑性成形技术基础讲座第二讲金属塑性成形过程的理论基础 [J], 申荣华
2.金属塑性成形技术基础讲座第一讲固态金属材料塑性成形过程 [J], 申荣华
3.金属塑性成形技术基础讲座第六讲：其他塑性成形简介 [J], 卢文雄;申荣华
4.金属塑性成形的过程动画模拟及其实现算法的研究——评《铜及铜合金冶炼、加工与应用》 [J], 齐朋成
5.金属成形建模中的快速拟逆方法和塑性直接算法 [J], Ali Halouani;Boussad Abbès
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金属板料渐进成形专利技术分析作者：易明军贾晓雪来源：《科学与技术》2018年第26期摘要：板材数字化渐进成形技术具有无需专用模具、可提高板材成形极限、可用于加工变形程度大、形状非常复杂的板材零件、易于实现板材成形自动化等特点，适用于小批量、多品种、难成形的钣金件加工。

本文通过对金属板料渐进成形的专利申请从申请年度分布、技术原创国分布、申请目标国分布进行了分析，并列出国外和国内的主要申请人，分析了金属板料渐进成形的技术演进过程，为熟悉的金属板料渐进成形提供一些参考。

关键词：渐进成形；增量成形；逐次成形一、渐进成形简介金属板材渐进成形是引入快速原型制造技术（rapid prototyping）的分层制造（layered manufacturing）的思想，将复杂的三维数字模型沿高度方向离散成许多断面层（即分解成一系列等高线层），并生成各等高线层面上的加工轨迹，成形工具在计算机控制下沿该等高线层面上的加工轨迹运动，使板材沿成形工具轨迹包络面逐次变形。

渐进成形包括两种方式，即正向成形（双点渐进成形TPIF）和反向成形（单点渐进成形SPIF），如图1、2所示，从图中可见，正向成形在与工具头相对的一侧设置有支撑模型，工具头对板料位于支承模与夹具之间的部分加压，同时夹具与工具头同向运动，从而在板料上形成凸起；而反向成形时，夹具固定不动，工具头对板料位于夹具之间的部分加压，从而在板料上形成凹腔。

负成形可以成形一些形状比较简单的零件，它不需要支撑模型，只需要简单的夹具，板料由夹具夹紧，然后成形工具头按设定好的程序实现分层加工，每加工一层，成形工具头便下降一定距离，进行第二层的加工，如此直至结束，在加工过程中夹具夹紧板料始终不动。

反向成形及板料成形角原理示意图如图1所示。

形状复杂的零件要用正向成形的方法。

在正向成形方法中，需要支撑模型，支撑模型的形状要与所成形的零件的形状一致，这种支撑模型与冲压成形中的模具有很大差别，支撑模型的精度要求不是很高，并且材料的选择比较灵活。