目前国内外对拼焊板冲压成形进行了大量的研究,主要分为以下几个方面:1)对拼焊板成形机理的研究。2007年,Jie Cheng等研究了5754-O铝合金板的成形性能,采用基于顶点理论的局限缩颈准则来预测评价厚度比为1:1.3的拼焊板的成形极限曲线(FLD)。可以从这个分析中发现拼焊板的形成极限和薄材料的FLD更相近而且这个试验和预测FLD彼此间关联得很好。同样Andreychuk等在2006年研究了不同厚度的(0.75-1.5毫米)钢的焊接板的极限应力。他们用修改过的Keeler标准来预测考虑平均厚度和平均应变硬化指数构成的拼焊毛坯的平面极限应变,预测的极限应力跟实验的结果进行了比较。6965
最近Ganesh Narayanan和 Narasimhan通过使用建立厚度梯度在necking理论纳入到一个有限元模拟代码PAMSTAMP2G来预测激光焊接板成形极限应变。据研究,那些预测在绘制FLD区域很准确,但在拉伸区域有偏差[6]。
大量的研究已经表明,与单一钢板材比,拼焊板的屈服强度和抗拉强度增加,硬化指数和延伸率减少,从而使得冲压成形降低。与钢不同,铝拼焊板与传统的单一板相比,由于焊缝和热影响区的的软化现象,拼焊板的力学性能发生显著的变化,与基体金属相比,屈服强度稍高,抗拉强度和伸长率较低,应变硬化指数和强度系数均有下降[7]。
2)对焊缝移动规律及控制的研究。
M.Jie等人通过实冲试验和数值模拟等方法对拼焊板的冲压成形进行了研究,认为焊缝的不均匀移动主要是由拼焊板两侧应力、应变不均匀而引起的。大量的实线表明焊缝的存在对拼焊板的成形性能产生极大的影响。焊缝的移动不仅会影响拼焊板零件的成形质量,甚至会导致零件报废。焊缝使拼焊板的屈服强度提高,应变硬化指数 n 值和长率A值降低。目前控制焊缝移动的方法主要有:
(a)合理布置焊缝位置;
(b)使用分块压边圈或阶梯压边圈;
(c)在薄厚两侧施加不同的压边力;
(d)拉延筋法;
(e)焊缝约束法。
本文针对冲压生产和矩形拼焊板的特点使用分块压边圈对焊缝在不同位置时对矩形拼焊板盒形件的成形性能进行仿真分析,为今后拼焊板的不规则焊缝控制研究打下了基础
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