主要研究了高强度零件局部凸包成形缺陷产生的原因和控制方法。通过数值仿真分析软件AutoForm进行成形性能分析,提前判断可能出现的缺陷并制定相应的预防措施,并通过实验证明局部凸包的成形评判标准需要与一般的评判标准区别开。

以天地盖方形盒件为例,针对其冲压成形过程中常有的起皱问题,采用Autoform软件和正交试验相结合的方法,对工件分组进行仿真分析,以降低工件起皱作为优化目标,选取冲压过程中的压边力、摩擦因数、冲压速度和坯料形状4个工艺参数作为考察因素,进行工艺参数优化。模拟仿真结果表明,以上4种因素对方形盒起皱的影响程度为毛坯形状>摩擦因数>冲压速度>压边力;且得出方形盒冲压的最佳工艺参数组合为压边力为20 kN、摩擦因数为0.18、冲压速度为15 mm/s,毛坯形状选取圆角形。

针对SS304不锈钢水槽件在拉深过程中出现的零件起皱问题,采用正交试验方法研究凹模圆角半径、压边力和摩擦因数对起皱问题的影响。通过有限元分析软件Dynaform对正交试验方案进行仿真验证,考察了最大增厚率和凹模圆角半径、压边力和摩擦因数等3个成型影响因素之间的关系。试验结果表明,该SS304不锈钢盒型件的最佳成型工艺组合为R1C4F4,即凹模圆角半径为5 m m,摩擦因数为0.2和压边力为50 kN。依据优化结果,改进了模具结构设计,从而较好地解决了SS304不锈钢盒型件的成型问题。

基于Euler-Bernoulli梁模型,考虑了充气悬臂梁在弯曲载荷作用下弯曲轴力、自由端端板承受的压力、弯曲剪力及环向张紧力的综合效应,并从材料承载特性出发,认为应用＂最小主应力为零＂作为充气悬臂梁的起皱判据更为合理,并在此基础上推导得到了起皱角与弯矩的解析关系式。此关系式能实现两个重要的应用：1）计算充气悬臂梁的临界起皱载荷和整体失效载荷;2）划定起皱区范围及分析起皱区的扩展趋势。结合一个实际试验模型,开展了算例对比研究,获得了一些有价值的结论：结构的整体失效对应于起皱角与弯矩的关系曲线出现奇异处,而非起皱区完全扩展到整个横截面的时刻;依据最小主应力为零这一起皱判据所划定的起皱区边界线在弯曲对称面内的投影呈曲线分布而非直线。通过实验测试证实,分析计算结果与实验测试结果基本吻合。

为有效预测管材液压成形过程中存在的制品在外侧过度减薄和内侧起皱等问题,用JSTAMP/NV对汽车副车架成形的弯曲、预成形和管材液压成形工序分别进行有限元分析,得出各工序的成形极限云图和壁厚分布.应用逆向求解器HYSTAMP仅需直接指定管坯的尺寸参数、材料和弯曲工艺参数即可自动执行弯曲仿真并可在几秒内获取弯曲仿真的结果.设定液压成形工序的液压加载曲线和方向以及轴向进给位移,应用LS-DYNA执行预成形和液压成形工序仿真.JSTAMP/NV能有效模拟管材液压成形工艺过程,并预测和消除成形过程中在变形区出现的屈曲、起皱和破裂等缺陷.

以大径厚比液压成形翼子板支撑构件为研究对象,结合模拟仿真分析,在液压成形工艺参数一定的情况下,研究了不同管坯预弯轴线与零件中心线的偏差值对弯曲起皱的影响,并通过样件调试验证了模拟仿真结果的正确性。研究结果表明:DP800超高强钢车身件在低压液压成形工艺过程中,弯曲内侧轴线压应力与管坯预弯轴线和零件中心线的偏差值呈正相关,偏差值越大,压应力越大;当轴向压应力与材料屈服应力的比值达到1.3时,易导致弯曲内侧失稳起皱;同时,预弯轴线与零件中心线的偏差值越大时,起皱凹陷深度及尺寸轮廓度偏差值也越大。

对0．75t汽车桥壳进行了液压胀形试验，分析了管件胀形的两种失效形式：胀裂和起皱。通过管件胀裂实验数据绘制出胀形极限图，并得到胀形系数和轴向应变之间存在线性比例关系Kr=l＋δ-1．72ε2，揭示了管件材料的固有属性与外界加载条件对成形共同起着决定性作用。管件胀形中的起皱行为分为有益皱纹和有害皱纹。前者作为一种预成形方法能够为进一步成形聚集材料，管件成形的界限可得到扩大。

板材拉深成形广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶工业等领域是金属塑性加工领域的研究热点。随着工业生产向整体化、轻量化、高精度、低成本不断发展以火箭燃料贮箱箱底为代表的大型曲面封头厚径比小于0.3%起皱成为制约其拉深成形的主要缺陷之一严重影响零件质量、模具使用寿命和工业生产的稳定性。综述板材拉深成形起皱理论预测、数值模拟和工艺试验的最新研究现状重点介绍板材液压成形技术对于起皱控制的研究进展表明通过合适的液压成形可以成形出无起皱缺陷、厚径比较小的零件。提出现有问题并对未来研究方向进行展望。

随着板材零件向大尺寸、薄壁、深腔、复杂曲面以及难变形材料方向发展，具有低成本、高柔性的板材液压成形技术在航空、航天、汽车等制造业受到高度重视，并面临新的机遇和挑战。介绍板材液压成形技术的发展现状，重点介绍近年发展的径向主动加压充液拉深、预胀充液拉深、正反向加压充液拉深、双板成对液压成形和热态液压成形技术。分析国内外板材液压成形技术在汽车、航空航天等领域的应用现状，综述板材液压成形装备的研制进展，介绍正在研制的世界最大的吨位为150 MN、液体容积为5 m3的液压成形装备，对板材液压成形技术的发展趋势进行展望。

阐述橡皮成形技术的基本概念、应用和最新进展。分析钣金橡皮成形技术的特点，对其主要研究领域及关键问题的研究与进展情况进行了分析与总结，并预测了这一技术的发展方向与趋势。