型材拉弯成形及回弹分析
板料弯曲中弯裂、回弹、偏移的质量分析
板料弯曲中弯裂、回弹、偏移的质量分析[摘要]如何减小弯曲件的弯裂、回弹、偏移，以控制弯曲件精度和提高弯曲件的质量，一直是弯曲件生产中需要解决的关键问题，本文着重分析了板料弯曲加工中工件发生弯裂、回弹、偏移的原因，阐述了影响板料弯曲的弯裂、回弹、偏移的因素及常用减小弯裂、回弹、偏移的方法。
【关键词】板料；回弹；弯裂；偏移一、前言在板料弯曲过程中容易出现的质量问题主要有：弯裂、回弹、偏移这三种情况，所以在板料冲压弯曲加工的过程当中，如何控制好弯裂、回弹、偏移这三种影响零件精度的现象，是提高零件品质的重要因素，并为降低废品率提高生产效率奠定基础和保障。
二、弯裂和最小弯曲半径的分析在零件弯曲过程当中弯曲件的外层纤维受拉时变形最大，所以最容易断裂而造成废品。
外层纤维纤维拉伸变形的大小，主要决定于弯曲件的弯曲半径即凸模的圆角半径。
弯曲半径越小，则外层纤维拉的越长，为了防止弯裂件的断裂，必须限制弯曲半径，使之大于导致材料开裂之前的临界弯曲半径——最小弯曲半径。
影响最小弯曲半径的因素主要有以下几方面：1、材料的机械性能；塑性好的材料，外层纤维允许变形程度就大，许可的最小弯曲半径就越小，塑性不好的材料，最小弯曲半径就要相应大些。
2、材料的热处理状态：由于冲裁后零件有加工硬化现象，若未经退火就进行弯曲，则最小弯曲半径就应大些，若经过退火后进行弯曲，则最小弯曲半径就可以小些。
3、制件弯曲角的大小：弯曲角如果大于90°，对最小弯曲半径影响不大，弯曲角的大小如果小于90°时，则由于外层纤维拉伸加剧，最小弯曲半径就应该大一些。
4、弯曲线方向：钢板材料经辗压以后得到纤维组织，由于纤维方向性而导致材料机械性能的异向性。
因此，当弯曲线与材料的辗压纤维方向垂直时，材料具有较大的拉伸强度，外缘纤维不易破裂，可具有较小的最小弯曲半径，当弯曲线与材料的辗压纤维方向平行时，则由于拉伸强度较差而容易断裂，最小弯曲半径就不能太小。
铝合金成形产生回弹的原因
铝合金成形产生回弹的原因
铝合金在成形过程中产生回弹的原因可以归结为以下几个方面：
1. 材料特性：铝合金的弹性模量较低，相比其他金属材料更容易发生弹性变形。
在成形过程中，当施加的外力移除后，铝合金会部分地回复到原来的形状，导致回弹现象。
2. 成形工艺：成形工艺参数如成形速度、成形温度、模具形状等对回弹有重要影响。
过高的成形速度或过低的成形温度可能导致材料内部应力分布不均匀，增加回弹的倾向。
此外，模具的形状和设计也会影响材料的流动和变形，进而影响回弹量。
3. 应力释放：在成形过程中，铝合金内部会产生应力。
当外力移除后，这些应力会逐渐释放，导致材料发生回弹。
应力释放的程度取决于材料的性质、成形条件以及模具的约束情况。
4. 几何形状：零件的几何形状对回弹也有很大影响。
复杂的几何形状、曲率变化较大的区域以及长而细的结构容易导致不均匀的变形和应力分布，从而增加回弹的可能性。
5. 材料厚度：铝合金板材的厚度也是影响回弹的因素之一。
较薄的材料相对更容易发生回弹，因为它们在成形过程中更容易变形和应力释放。
为了减少铝合金成形过程中的回弹，可以采取一些措施，如优化成形工艺参数、设计合理的模具、采用适当的拘束装置以及进行后处理等。
这些方法可以帮助控制铝合金的变形，减少回弹的发生，提高成形零件的精度和质量。
铝合金成型回弹处理方法
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铝合金成型回弹处理方法
铝合金成型回弹处理方法铝合金是一种常见的金属材料，具有轻质、强度高、耐腐蚀等优点，广泛应用于汽车制造、航空航天、电子设备等领域。
在制造铝合金零件时，成型的回弹是一个常见的问题。
为了解决这一问题，需要采取一定的处理方法，本文将对铝合金成型回弹问题进行探讨，并介绍相应的处理方法。
一、铝合金成型回弹问题的成因分析1.1材料本身性质铝合金具有一定的塑性，但在成型过程中由于受到应力的影响，会出现一定程度的回弹。
这是由于材料本身的弹性导致的。
1.2工艺参数在铝合金成型的过程中，温度、压力、速度等工艺参数的选择都会对成型回弹产生影响。
如果工艺参数选择不当，就会导致成型回弹问题的出现。
1.3模具设计模具在铝合金成型中起着至关重要的作用，模具的设计是否合理、结构是否稳定等都会影响到成型回弹问题。
综上所述，铝合金成型回弹问题的成因是多方面的，需要综合分析才能找到合适的处理方法。
二、铝合金成型回弹处理方法2.1加热处理对于铝合金成型后的零件进行加热处理，可以有效地减小回弹。
加热可以使材料达到一定的塑性，使其变形固定，降低回弹的程度。
2.2应力退火应力退火是一种消除材料内部应力的方法，对于成型后的铝合金零件同样适用。
通过加热和保温的方式，使材料内部的应力得到释放，从而降低回弹。
2.3模具调整对模具进行调整是另一种处理铝合金成型回弹问题的方法。
通过优化模具设计、调整模具结构等方式来减小成型回弹的发生。
2.4工艺优化对于工艺参数进行优化是解决成型回弹问题的关键。
通过合理选择温度、压力、速度等工艺参数，可以有效降低回弹的发生。
2.5冷却处理在成型后对铝合金零件进行冷却处理，也是一种减小回弹的有效方法。
冷却可以使零件的形状固定，避免回弹问题的出现。
2.6热冲压热冲压是一种结合了加热和成型的方法，可以在保证零件形状的同时减小回弹的发生。
以上是针对铝合金成型回弹问题的几种处理方法，可以根据具体情况选择合适的方法来解决问题。
三、铝合金成型回弹处理方法的应用实例3.1某汽车零部件制造厂采用加热处理的方式来解决铝合金成型回弹问题。
成型件回弹消除方法
成型件回弹消除方法回弹是成形后弯曲角度和弯曲半径复原现象，它是由材料的内应力使变形分布不均匀而产生的。
特别是不锈钢的材料,有时在试作或生产中确实非常让人头痛的.如下图:图1表示进行弯曲加工时所发生的各种回弹现象。
（1）表示进行V形弯曲加工后的回弹。
（2）表示进行U形弯曲加工后，两侧的回弹。
（3）表示有大曲面的弯曲制品的回弹。
（4）表示虽然是U形弯曲，但中间部分没有侧壁，其回弹表现为侧壁不垂直。
（5）表示弯曲半径大，然而垂直壁小，回弹表现为不能弯曲到所需形状。
消除方法一.防止V形弯曲加工回弹的方法（图2）进行V形弯曲加工时，作为减少回弹的方法，重要的是要通过调整行程，改变有关的角度。
防止回弹的方法虽然列举过很多，但常用的是压紧rp部并对压紧程度加以调整。
图2列举出了有代表性的几种方法。
图①表示rp较小，对板厚误差大的材料或者不要精度的材料进行V形弯曲时所采用的自由弯曲方法。
回弹缺陷则是通过调整行程来进行的。
图②表示标准的V形弯曲方法，用于回弹较小的薄板，但是缺乏通过调整行程来调整回弹量的功能。
对于薄板进行V形弯曲加工时，如在下模上使用聚氨脂橡胶，则可以进行较高精度的V形弯曲加工。
图③④⑤都是沿着弯曲线将rp部分和凹模压紧消除回弹的方法。
图⑥是在rp部分和凹模的肩部，通过对材料进行拉伸和弯曲，修正回弹的方法。
（2）防止U形弯曲加工回弹的方法（图3）。
进行U形弯曲时，防止回弹的方法与V形弯曲加工一样，应能通过调整行程来修整角度。
图3列举出了有代表性的几种方法。
图a是对rp极小的薄板件小件进行弯曲加工时采用的方法。
凸模顶端带有一个小刀形凸起，凸起挤入材料时，产生一个环槽形伤痕，由于材料的弹性回复，在表面上rp接近于零。
图b与图a非常相似，是对rp小的中、大型薄板件进行U形弯曲加工时采用的方法。
冲头的顶端制成凸起形状，行程向下时，冲头的顶端凸起部就进入材料内侧，回弹方向就会改变。
图c是对rp比较大的薄板进行U形弯曲时所采用的方法。
板材与型材弯曲回弹控制原理与方法
板材与型材弯曲回弹控制原理与方法
在机械制造和建筑行业中，板材与型材的弯曲加工是非常常见的操作。
而在弯曲完成后，材料往往会出现一定的回弹现象，导致加工精度受到影响。
因此，如何控制弯曲回弹，提高加工精度成为了重要的问题。
一、弯曲回弹原理
当一段材料被弯曲后，由于材料内部的分子结构发生了变化，使得材料内部存在的应力分布也发生了改变。
在材料恢复到原始状态之前，这些应力将继续作用于材料，导致弯曲回弹现象的发生。
二、弯曲回弹控制方法
1. 选择合适的弯曲工艺
选择合适的弯曲工艺是减少弯曲回弹的关键。
常用的弯曲工艺包括冷弯、热弯和滚弯等。
冷弯工艺的回弹最大，而热弯和滚弯工艺则可以减少回弹。
2. 适当增加弯曲角度
在弯曲时，适当增加弯曲角度可有效减少回弹。
但是过分增加弯曲角度会导致破坏材料。
3. 采用预压弯曲方法
预压弯曲方法是指在正式弯曲前先对材料进行一定的预压弯曲，以减小材料内部应力分布的差异，从而减少回弹。
但是预压弯曲方法要求对材料和弯曲机具有更高的要求。
4. 加工后热处理
通过加工后热处理，可以改变材料内部的分子结构，从而减少回弹。
但是加工后热处理时间和温度的控制需要非常精准。
三、结论
以上是板材与型材弯曲回弹控制原理与方法的介绍。
在实际生产中，需要综合考虑材料的性质、弯曲工艺的选择、弯曲角度的控制、预压弯曲和加工后热处理等因素，以减少回弹现象，提高加工精度。
解决成型回弹的措施
解决成型回弹的措施主要有以下几种：
1. 拉弯：这种方法是在板料弯曲的同时施加切向拉力，改变板料内部的应力状态和分布情况，让整个断面处于塑性拉伸变形范围内，卸载后内外层的回弹趋势相互抵消，减小了回弹。
2. 局部压缩：通过减薄外侧板料的厚度来增加外侧板料的长度，使内外层的回弹趋势相互抵消。
3. 多次弯曲：将弯曲成形分成多次来进行，以消除回弹。
4. 内侧圆角钝化：从弯曲部位的内侧进行压缩，以消除回弹。
5. 变整体拉延成为部分弯曲成形：将零件一部分采用弯曲成形后再通过拉延成形以减少回弹。
6. 控制残余应力：拉延时在工具的表面增加局部的凸包形状，在后道工序时再消除增加的形状，使材料内的残余应力平衡发生变化，以消除回弹。
7. 负回弹：在加工工具表面时，设法使板料产生负向回弹。
上模返回后，制件通过回弹而达到要求的形状。
8. 电磁法：利用电磁脉冲冲击材料表面，可以纠正由于回弹造成的形状和尺寸误差。
9. 控制模具和工艺参数：优化模具设计和工艺参数，如弯曲角、模具工作部分尺寸等，以降低回弹。
10. 材料选择：选择具有较低弹性模量和应变时效的材
料，或通过材料改性来降低回弹。
在解决成型回弹时，应根据实际情况选择合适的措施。
弯形模式冲冲压件产生回弹的原因
弯形模式冲冲压件产生回弹的原因在冲压件的制造过程中，咱们经常会碰到一个让人烦恼的问题——回弹。
这种现象就像是打水漂一样，最后的结果总是和咱们预期的有点差距。
别担心，今天我们就来聊聊这个问题，弄清楚是什么原因导致了这种回弹现象。
1. 回弹的基本概念回弹，简单来说，就是材料在冲压后没能完全保持在预定的形状上，而是有些反弹回去。
想象一下，你用手把一个软橡胶球挤压，然后放开，它会变回原来的形状。
这就是回弹的一个基本概念。
1.1 材料的弹性首先要了解，所有材料都有一定的弹性，这就像人们说的“弹簧效应”。
材料在受到外力时会发生变形，当外力移除后，材料会有一定的“回弹”，这就是回弹的根源。
具体来说，就是材料在冲压过程中被挤压后，内部的应力会使材料变形，并在去掉冲压力后恢复到原来的状态。
1.2 材料的性质每种材料的回弹特性都不一样，比如说，钢铁和铝合金的回弹效果就有很大的差异。
钢铁通常比较“倔强”，它的回弹量可能会比较大。
而铝合金则相对比较“听话”，回弹少一点。
这就像人和人的性格差异，有的就是比较固执，有的则比较灵活。
2. 冲压工艺的影响接下来我们要看看冲压工艺对回弹的影响。
工艺不当，很可能就是“越忙越乱”的结果，回弹问题也就很容易发生。
2.1 冲压压力冲压的压力也会影响回弹。
压力太小，冲压效果可能达不到预期；压力太大，又可能会导致材料的变形过度。
就像做菜，火候太小，菜不熟；火候太大，菜就焦了。
冲压压力的调整需要一个“刚刚好”的平衡点。
2.2 模具设计模具设计也是关键。
设计不合理，冲压时材料可能会受力不均匀，导致回弹。
模具的设计就像是建筑师画的蓝图，如果设计得不够精细，最后的效果肯定会打折扣。
因此，在设计模具时，务必考虑材料的特性和冲压过程中的应力分布。
3. 环境因素的作用别忘了，环境因素也能影响材料的回弹。
这里我们说的环境不仅仅是温度，还包括湿度等因素。
就像植物需要适宜的环境才能生长一样，材料的表现也受环境的影响。
铝合金 有限元模拟T型材拉弯成形
铝合金有限元模拟T型材拉弯成形1.T型材拉弯成形的有限元模型1.1有限元模拟方法简介有限元的基本思想是把连续体视为离散的集合体来考虑。
用有限元方法分析塑性加工过程主要有以下几个方面的内容：离散化、插值、确定应变、确定应力、外载处理、求解1.2计算模型计算模型主要有静态计算模型和动态计算模型。
动态计算模型考虑了惯性力，本文采用了动态计算模型。
1.3单元类型的选择本文选用8节点6 面体单元，型材截面和截面的网格划分如图 3和图4 所示，单元沿型材轴向长度为5mm1.4本构方程由于本文中的材料是大变形，所以必须采用有限变形理论中的应力应变张量。
1.5运动方程经有限元法离散,运动方程为1.6材料模型型材采用 Hill厚向异性材料模型1.7接触和摩擦处理及算法本文采用了罚函数法，它是一种施加接触约束的数值方法。
1.8载荷模型2. T型材收边拉弯成形过程的模拟及分析2.1 T型材收边拉弯成形有限元模型的建立材料模型为LY12M-XC211-25长度为1820mm 腹板和缘板厚度都是2mm ，毛料的边宽进行了铣切，毛料外形如图9所示。
模具的外形曲线如图10所示。
整个有限元共分为六个工况：预拉、弯曲、补拉、压下陷、松开夹头和模具反向移动卸载。
预拉伸量取实验采用的值3mm ，预拉时间取 5秒，与实验预拉时间一致，增量步设为 50步。
弯曲时，保持预拉最终的轴向拉伸力不变，然后使夹头沿垂直于型材轴向的方向移动，直到型材贴模。
弯曲时间取30秒，增量步设为150 步。
补拉伸量取实验采用的补拉伸量6.2mm 。
补拉时间取5 秒，增量步设为 50步。
下陷深度为5mm，位置在模具的一侧。
压下陷时间为2 秒，增量步为50 步。
卸载过程包括两个过程。
先释放夹具，并使夹具沿补拉方向继续移动，确保型材回弹时不会再碰到夹具。
然后使弯曲模具和下陷凸模反向移动，模具和型材完全分离。
释放夹具的时间为3秒，增量步为 100步。
模具反向移动的时间为3 秒，增量步为100 步。
纵向弯曲件拉延成形回弹数据分析
毕业论文题目：纵向弯曲零件成形的回弹规律专业：模具设计与制造班次：10122姓名：史振余指导教师：江秉华成都工业学院二0一三年四月纵向弯曲零件成形的回弹规律Abstract: this paper mainly introduces the performance, application range of vertical parts, forming, and the main defect of forming parts after springback rule. Are introduced in order to get to the ideal state of drawing a gallas drawbead and drawbead will block, plus local drawbead, the edge ring on block, and sums up the buckling component forming springback rule. Keywords: drawbead edge ring on springback摘要：本文主要介绍了纵向件的使用性能、应用范围、成形时出现的主要缺陷以及成形后制件的回弹规律。
着重介绍了为了得到理想状态的拉延件而采取的加拉延筋，将拉延筋分段，加局部拉延筋，将压边圈分块等措施，并总结了纵向弯曲零件成形的回弹规律。
关键词：拉延筋压边圈回弹引言带法兰的U形截面的纵向弯曲件广泛应用于汽车工业，如汽车的主梁，也用于各种位置的承重及固定，起到重要的支撑保护作用。
此类构件通常是在常温下通过模具弯曲板料成型的，变形时带有弹性变形，当载荷卸载以后，弹性变形回复使制件的形状尺寸与模具的形状尺寸不一致，这种现象称为回弹。
回弹问题是冲压成形中最棘手的问题，主要表现在影响回弹量的因素上，实践证明，回弹量随材料强度、模具间隙及弯曲半径的增加而增加，随板厚的增加而增减小，而材料的各向异性导致各处的回弹量不同。
型材拉弯的力学与回弹分析
( 3)
E = 2 T/E.
在 rd ! r < rE, 即反向塑性压缩区时
= D( T + - T + E) - T =
D ( + E ) - T ∀ #.
( 4)
根据外力平衡条件, 得拉力方程如下:
rt
rt
rt
∃∃ ∃∃ ∃∃ T = E #dr dt + n ∀dr dt + m !dr dt
[ 2] El - Megharbel A, El- Domiaty A, shaker M . Springback and residual stresses after stretch bending of work hardening sheet metal[ J] . J. of Mat. Proc. T ech. , 1990, 24( 1) : 191 - 200.
# 358 #
材料科学与工艺
第 12 卷
论了模型参数如何影响以响应参数 Fmax( 最大的 靠模力) 、sp( 在型材中段的永久下陷) 和 d0( 卸载 时的回弹) 为表征的型材拉弯过程. 此外, 西北工 业大学臧鹏博对型材成形拉弯工艺也进行了一定 的研究[ 7] .
到目前为止, 运用解析法研究拉弯回弹问题 多数以宽板为研究对象, 即使对型材拉弯有所研 究, 也没有按照不同工序区分加载卸载区域. 本 文以等边角材为研究对象, 对等曲率收边转台式 无侧压拉弯进行了应力和回弹分析, 并利用试验 验证, 探讨了预拉力对回弹的影响.
由于弯曲产生的纵向应变增量为
= ( r - r n) / rn . 其中 rn 为拉弯完成后, 材料内部某一层应力 为 T 处的曲率半径. 型材内部的纵向应力如图 3 所示, 在 r n ! r ! rob, 即塑性加载区时:
浅谈解决回弹现象的措施
目录摘要 (Ⅱ)关键词 (Ⅱ)正文 (Ⅱ)1 板料回弹的产生 (2)2 回弹现象的分析 (2)3 影响回弹的主要因素 (2)参考文献 (Ⅴ)结束语 (Ⅵ)摘要弯曲件在机械零件中占有相当大的比例，它的质量将直接影响整机质量，而回弹是影响弯曲件质量的重要因素，因此探讨弯曲件回弹的原因和防止措施是非常必要的。
寻求防止回弹的有效途径和方法，对保证产品质量和提高弯曲件生产的经济性是有积极现实意义的。
关键词：弯曲；回弹；措施正文：一、板料回弹的产生在板料弯曲成形过程中，板料内外缘表层纤维进入塑性状态，而板料中心仍处于弹性状态，这时当凸模上升去除外载后，板料就会产生弹性回复。
金属塑性成形总是伴有弹性变形，所以板料弯曲时，即使内外层纤维全部进入塑性状态，在去除外力时，弹性变形消失，也会出现回弹。
弯曲时，弯曲变形只发生在弯曲件的圆角附近，直线部分不产生塑性变形。
影响板料弯曲回弹的因素很多，大体可分为以下几种：（1）材料的力学性能。
（2）相对弯曲半径 R/t的影响。
（3）弯曲角的影响。
（4）弯曲零件形状的影响。
（5）模具几何参数影响。
（6）张力的影响。
（7）工况参数。
（8）模具间隙的影响。
（9）弯曲校正力的影响。
（10）弯曲方式的影响。
二、回弹现象的分析由于金属板料在塑性弯曲时总伴随着弹性变形产生，当弯曲件从模具中取出之后，弯曲件不受外力的作用，弹性变形消失，使工件的弯曲角度和弯曲半径发生变化，皆与模具的设计尺寸存在一个差值，这种现象称为弯曲件的回弹。
三、影响回弹的主要因素3. 1 材料的机械性能回弹的大小与材料的屈服极限成正比，与弹性模数成反比，即 Qs/E值愈小，回弹也愈小。
Qs——材料的屈服极限E——材料的弹性模数3. 2 相对弯曲半径 r/t相对弯曲半径即弯曲半径与板料厚度之比 r/t，在相同条件下， r/t愈小，说明弯曲变形程度愈大，在总变形中弹性变形所占比例相应减小，则回弹就愈小。
3. 3 弯曲中心角弯曲中心角愈大，变形区域愈大，回弹积累值也愈大，则回弹角也愈大。
矩形截面型材三维拉弯成形的回弹预测
华南理工大学学报（自然科学版）第４３卷第２期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ畅４３ Ｎｏ畅２２０１５年２月（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０１５文章编号：１０００－５６５Ｘ（２０１５）０２－０１０７－０７ 收稿日期：２０１４－０８－０６倡基金项目：国家工信部重点产业振兴和改造技术专项（吉工信投资［２０１１］３５０） Foundation item ：ＳｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＭｉｎｉｓｔｒｙＫｅｙＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＲｅｖｉｔａｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＳｐｅｃｉａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｍｉｎｉｓ－ｔｒｙｏｆＪｉｌｉｎＰｒｏｖｉｎｃｅ（［２０１１］３５０） 作者简介：滕菲（１９８５－），女，博士生，主要从事汽车材料加工研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｅｎｇｆｅｉ３２５＠１２６．ｃｏｍ矩形截面型材三维拉弯成形的回弹预测倡滕菲１ 梁继才１ 张万喜１ 王雪２ 高嵩１（１．大连理工大学汽车工程学院∥工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连１１６０２４；２．吉林大学材料科学与工程学院，吉林长春１３００２２）摘 要：设计了用于三维拉弯成形的、可重构的柔性模具，并采用支持向量回归机和有限元模拟对柔性三维拉弯成形的回弹进行预测．使用有限元法分析了对回弹量影响较大的６个因素（包括材料参数、几何参数和工艺参数），以及它们对回弹的影响趋势．选用这６个参数设计有限元三维拉弯模拟实验，并用模拟结果训练和检验支持向量回归机回弹预测模型．通过与广泛应用的神经网络预测方法的预测值和有限元模拟试验结果的比较，检验该回弹预测模型的准确性．研究发现，该模型与神经网络相比具有更高的准确度，在试验中根据该模型预测的回弹量对模具型面进行相应的补偿，可以有效地减小回弹和形状偏差．关键词：型材；回弹预测；支持向量回归机；人工神经网络；三维拉弯成形中图分类号：ＴＧ３８６ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－５６５Ｘ．２０１５．０２．０１６ 随着汽车轻量化的发展，铝型材已广泛应用于汽车行业当中［１－２］．在铝型材拉弯成形过程中，回弹是影响成形质量的主要原因，其引起的与目标形状的偏差导致装配困难［３－４］．因此，研究拉弯成形过程中回弹产生的原因及对回弹量进行预测具有重要的意义［５－６］．Ｃｌａｕｓｅｎ等［７］探讨了拉伸力和应变硬化性能对回弹的影响规律．Ｍｉｌｌｅｒ等［８］基于截面在拉弯成形过程中长度不变的假设，提出了一种简单的回弹预测模型，并证明较大的拉力能够减小回弹．Ｏｌｉｖｅｉｒａ等［９］研究发现，在回弹预测过程中应变硬化的影响没有前人研究的那么大．Ｙｕ等［１０］研究了工艺参数对尺寸精度的影响，如压边力和拉力等．Ｐａｎｔｈｉ等［１１］采用有限元法对板料成形回弹进行预测，研究了材料性质和几何参数对回弹的影响，结果表明，回弹量随弹性模量的增大而减小，随屈服应力增大而增大．以上这些研究表明，回弹随拉弯过程中拉力的增大而减小，在拉弯成形过程中影响回弹量的主要因素包括材料性质、几何参数和工艺参数．有限元是较为常用的预测回弹的方法，但它需要消耗大量的时间，通过训练和结合神经网络能够很好地解决这一问题．人工神经网络（ＡＮＮ）结合有限元方法已广泛应用于回弹预测当中．Ｋａｚａｎ等［１２］提出了一种用于折弯过程中预测回弹的神经网络模型，方法中采用有限元模拟得到的数据训练该模型．Ｎａｓｒｏｌｌａｈｉ等［１３］提出了一种采用神经网络和有限元法预测带孔薄板回弹的模型．Ｓｏｎｇ等［１４］基于人工神经网络方法建立了Ｔ型截面梁弯曲过程的回弹预测模型．用于回归预测的支持向量机叫做支持向量回归（ＳＶＲ），目前已广泛应用于诸多领域，它能够实现少量样本的回归求解．龙玲等［１５］采用ＳＶＲ建立了起皱和破裂的非线性拟合，研究证实了ＳＶＲ的准确性高于ＡＮＮ；Ｌｉｕ等［１６］提出了基于ＳＶＲ的非线性问题代理模型，该模型的准确性和有效性已被证实；Ｓｉｎｇｈ等［１７］采用ＳＶＲ预测了冲压拉深过程中杯壁的厚度变化，研究表明采用ＳＶＲ模型预测精度高于ＡＮＮ．这些研究表明，ＳＶＲ比传统技术ＡＮＮ具有更强的泛化能力，并且能够更好地解决非线性预测问题，同时ＳＶＲ能够预测板料成形等复杂问题．但是，ＳＶＲ很少应用于铝型材拉弯成形回弹的预测．文中首先介绍了柔性三维拉弯模具和ＳＶＲ原理；然后通过有限元模拟确认对回弹影响较大的因素；采用这些因素作为设计变量进行有限元三维拉弯模拟，建立型材柔性三维拉弯成形回弹预测的ＳＶＲ模型，其中预测模型的训练样本是有限元数值模拟结果；最后，对三维拉弯成形ＳＶＲ回弹预测模型的精度进行验证，将ＳＶＲ模型和ＡＮＮ模型的预测结果和试验结果进行比较，检验ＳＶＲ模型的预测精度，并用试验对采用ＳＶＲ预测模型得到的回弹量对柔性三维拉弯模具进行型面补偿后减小回弹的有效性进行验证．１ 柔性模具和ＳＶＲ１畅１ 柔性三维拉弯模具 柔性拉弯成形模具由若干单元体组成，这些单元体代替了传统的整体模具．柔性拉弯模具的型面可通过调节单元体的位移和旋转成形滑块实现重构．每个基本体由支架、垂直导轨、导向滑块、成形面滑块，以及限位元件等构成，并安装在可以前后移动的独立支架上，如图１所示．型材三维拉弯成形过程首先实现水平面的弯曲，然后再进行垂直面弯曲．（ａ）前视图 （ｂ）左视图图１ 基本体示意图Ｆｉｇ畅１ Ｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｕｎｉｔ－ｂｏｄｙ１—高度控制螺杆；２—垂直销轴；３—水平销轴；４—螺栓；５—支架；６—导向键；７—垂直导轨；８—成形面滑块底板；９—导向滑块；１０—多点模具；１１—垫块１畅２ 回弹评价常见的回弹评价方法有３种：曲率半径的变化量、回弹角的变化量和回弹法向位移的变化量，如图２所示．很多研究者采用法向位移的变化作为衡量回弹大小的指标．但是该方法适用于二维拉弯，而不适用于三维拉弯．三维拉弯是在水平面和垂直面都进行拉弯成形，故采用法向位移不能完整地表示出回弹的大小．文中针对三维拉弯成形的特点，采用水平面拉弯成形和垂直面拉弯成形的回弹角来表征回弹量．回弹角通过以下公式计算：δ＝θ－θ０（１）式中，θ为变形区域回弹后的圆心角，θ０为变形区域回弹前的圆心角，θ＝ａｒｃｓｉｎx ｓR （２）θ０＝ａｒｃｓｉｎx ｓR ０（３）R ０为目标曲率半径，R 为回弹后的曲率半径，x ｓ、y ｓ分别为回弹后变形区域末端节点的水平面内坐标．图２ 回弹量评价Ｆｉｇ畅２ Ｓｐｒｉｎｇｂａｃｋｅｖａｌｕａｔｉｏｎ１畅３ 支持向量机支持向量机是基于统计学理论和结构风险最小化原则建立起来的新机器学习方法．支持向量机主要解决非线性问题，通过核函数把初始空间非线性问题转化成高维特征空间内的线性问题，然后在高维特征空间内对线性问题求解［１８］．支持向量机用于解决回归问题时称为支持向量机回归（ＳＶＲ），ＳＶＲ能够较好地解决小样本求解问题．ＳＶＲ的目的是为了寻找一决策函数y ＝＜w ·x ＞＋b ，求解非线性回归问题的过程如下：（１）给定一个用于训练的样本集合T ＝x １，y １，．．．，x i ，y i ∈R n ×Y１（４）（x i ∈R n，y i ∈R ，i ＝１，．．．，l ）为了推断任意一个输入值x 所对应的输出值y ，需要根据式（４）在实数集R 上寻找一个实值函数８０１华南理工大学学报（自然科学版）第４３卷g （x ）．这类问题属于在n 维空间R n内的回归问题，回归问题分为线性回归和非线性回归问题，而三维拉弯成形过程回弹预测属于非线性回归．（２）选择恰当的核函数K （x ，x i ），以及适当的精度ε和惩罚函数C ．通常情况下采用多项式核函数和高斯径向基核函数．多项式核函数：K （x ，x i ）＝［（x ，x i ）＋１］d（５）高斯径向基核函数：K （x ，x i ）＝ｅｘｐ－‖x －x i ‖２２a２（６）（３）构造并求解凸二次规划问题：ｍｉｎα（倡）∈R ２l １２∑li ，j ＝１α倡i －αi α倡j －αj K x i ，x j ＋ε∑li ＝１α倡i＋αi －∑li ＝１y i α倡i －αi（７）ｓ畅ｔ ∑li ＝l αi －α倡i＝０．（０≤αi ，α倡i ≤cl ，i ＝１，２，．．．，l ）这个问题的解为：α倡＝（α１，α倡１，…，αl ，α倡l ）（４）构造决策函数：f x ＝∑li ＝１α倡i －αi K x i ，y j ＋b （８）偏置b －为b －＝１２y j ＋y k －∑li ＝１α倡i－αi K （x i ，x j ）＋∑li ＝１α倡i－αi K （x i ，x k））（９）αi倡∈０，C l２ 有限元分析２畅１ 正交试验 型材拉弯成形回弹量主要受到材料参数、几何参数和工艺参数的影响．根据不同条件对回弹影响的分析，文中选取弹性模量E 、屈服应力σ０、水平弯曲角度θｈ、垂直弯曲角度θｖ、预拉量δ０和补拉量δ１作为正交试验的因子，这些因子的变化范围如表１所示，各个因子在各自范围内选取５个水平．如果采用六因素五水平全面的试验方法，则需要进行５６组试验，利用正交试验设计安排试验方案，能够显著提高试验效率，减少试验数量，并能够保证结果的合理性．因此，使用Ｌ２５（５６）正交表设计试验方案，通过数值模拟获得训练和检验数据．为了增加样本数量，选择成形效果良好的另外１５组数据增加到样本中，那么就有４０组样本用于ＳＶＲ模型的训练和检验．表１ 正交试验设计输入参数及其变化范围Ｔａｂｌｅ１ Ｉｎｐｕｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｔｈｅｉｒｒａｎｇｅｓｆｏｒｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｄｅｓｉｇｎ参数变化范围弹性模量／ＭＰａ５００００～２５００００屈服应力／ＭＰａ１００～３００预拉量／％０畅６～１畅４补拉量／％０畅６～１畅４水平弯曲角度／（°）１０～３０垂直弯曲角度／（°）１０～３０２畅２ 有限元模拟数值模拟采用商业有限元软件ＡＢＡＱＵＳ，其中ＡＢＡＱＵＳ／Ｅｘｐｌｉｃｉｔ模块模拟型材三维拉弯成形过程，ＡＢＡＱＵＳ／Ｓｔａｎｄａｒｄ模块模拟卸载回弹过程．考虑到边界条件和加载的对称性，取１／２模型进行模拟．图３为柔性三维拉弯成形装配图，由铝型材、若干单元体和夹钳组成．型材的长度为１ｍ，柔性三维拉弯成形模具由１６组单元体构成，型材目标弯曲半径为１５００ｍｍ，其他参数根据正交试验进行设计．考虑到夹钳和单元体的变形不需要计算，为了提高计算速度，夹钳和基本体采用离散刚体壳单元，夹钳与型材绑定，型材选用离散实体单元．图４为型材回弹前后形状对比，图中黑色图形为回弹前的型材，绿色图形为回弹后的型材，在型材的端点处回弹较明显．在三维拉弯成形过程中，首先完成水平面弯曲，然后进行垂直面弯曲．在预拉阶段，模具固定，通过对夹钳施加轴向位移实现型材的拉伸；在弯曲阶段，采用位移－时间曲线以１ｍ／ｓ速率控制型材逐步弯曲与模具成形面贴合；最后，施加切向位移对型材进行补拉．面与面的接触采用罚函数法．图３ 有限元模型装配图Ｆｉｇ畅３ Ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ－ｕｐｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ９０１ 第２期滕菲等：矩形截面型材三维拉弯成形的回弹预测图４ 三维拉弯成形回弹Ｆｉｇ畅４ Ｓｐｒｉｎｇｂａｃｋｏｆｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｔｒｅｔｃｈｂｅｎｄｉｎｇ为了获得样本数据需要进行４０组有限元模拟，其中２０组用于训练ＳＶＲ和ＡＮＮ模型，剩余２０组用于检验ＳＶＲ和ＡＮＮ模型的准确性．各因素的极差如表２所示．表２ 水平面和垂直面各因素极差Ｔａｂｌｅ２ Ｒａｎｇｅｏｆｖａｒｉｏｕｓｆａｃｔｏｒｓｉｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌｐｌａｎｅｓ因素极差水平面垂直面E０畅６８５０畅４０２σ００畅２２３０畅１０３δ００畅２７９０畅２０７δ１０畅２３２０畅２３２θｈ０畅８８２０畅１２６θｖ０畅２０９０畅７３６由表２可以看出，对于水平面拉弯回弹，影响较大的是水平弯曲角度、弹性模量和预拉量，而补拉量、屈服应力和垂直方向弯曲角度对回弹影响相对较小；对于垂直面回弹，影响较大的是垂直方向弯曲角度、弹性模量和补拉量；而预拉量、水平弯曲角度和屈服应力对回弹影响相对较小．３ 回弹预测３畅１ ＳＶＲ模型的训练 表１中的６组参数设为输入参数，水平方向回弹角θｈｓ和垂直方向回弹角θｖｓ作为输出参数．由表１可以看出，不同参数的输入值存在较大的量级差异，训练和检验数据需进行归一化处理．归一化能有效改善预测精度，使数据分布在较小的范围内，训练和检验数据经归一化后处于［－１，１］之间．核函数的选择对最终的预测结果有很大的影响，文中采用台湾大学开发的Ｌｉｂｓｖｍ－３畅１７程序包进行回归预测．ＳＶＲ分为ｅｐｓｉｌｏｎ－ＳＶＲ和ｎｕ－ＳＶＲ，核函数有３种类型：线性、多项式和径向基函数（ＲＢＦ）．为了找到ＳＶＲ类型和核函数的最佳组合，对不同的组合进行研究，结果如表３所示．研究发现，采用ｅｐｓｉｌｏｎ－ＳＶＲ和径向基核函数的回弹预测模型具有更高的准确性．表３ ＳＶＲ类型和核函数的组合结果Ｔａｂｌｅ３ ＲｅｓｕｌｔｓｏｆｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆＳＶＲｃｌａｓｓａｎｄｋｅｒｎｅｌｆｕｎｃｔｉｏｎＳＶＲ核函数迭代次数均方误差相关系数ｅｐｓｉｌｏｎ－ＳＶＲ线性１１１０畅１０９８９７０畅７４５３６６ｅｐｓｉｌｏｎ－ＳＶＲ多项式２１０畅２８０９３７０畅２０１４８５ｅｐｓｉｌｏｎ－ＳＶＲ径向基２０３４０畅０９０１５９０畅７４４５５８ｎｕ－ＳＶＲ线性３１０畅２１１２２２０畅６６２７２１ｎｕ－ＳＶＲ多项式２００畅３０９１９４０畅２６９６８３ｎｕ－ＳＶＲ径向基１８００畅１８８７４８０畅４６１２４３在采用ＳＶＲ模型预测回弹之前，需要确定惩罚系数C和参数g的大小．C和g是平衡模型的适应性和预测准确性的重要参数，对模型最终的预测结果有很大影响．在不同的C和g值组合中，通常采用交叉验证方法找出具有最高预测精度的组合．文中采用ｇｒｉｄｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ函数寻找最佳的C和g值组合，根据研究，C＝５１２、g＝１时预测结果精度最高，均方误差为０畅０３４２６．在４０组样本中随即选取２０组作为ＳＶＲ模型的训练样本．３畅２ ＳＶＲ模型的检验采用剩余样本对ＳＶＲ预测模型进行检验．为了检验ＳＶＲ算法回弹预测的精度，文中选用目前已在回弹预测方面得到广泛应用的人工神经网络算法（ＡＮＮ）进行对比．神经网络有３层网络结构，包括输入层、隐含层和输出层，其中隐含层包含５６个节点，输出层２个节点．选用与训练ＳＶＲ模型相同的数据对神经网络模型进行训练，训练误差控制在１０－５内．图５为ＳＶＲ和ＡＮＮ模型预测结果的对比，可以看出采用ＳＶＲ算法预测回弹值与实验数据更加接近；表４和５分别为两个方向上回弹量的误差比较，从均方误差的对比中可以看出ＳＶＲ模型预测回弹的准确性高于ＡＮＮ模型． （ａ）水平面回弹角预测０１１华南理工大学学报（自然科学版）第４３卷 （ｂ）垂直面回弹角预测图５ ＳＶＲ和ＡＮＮ模型的预测结果对比Ｆｉｇ畅５ ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｓｐｒｉｎｇｂａｃｋｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙＳＶＲａｎｄＡＮＮ表４ 水平方向回弹角的误差对比Ｔａｂｌｅ４ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｅｒｒｏｒｓｏｆｓｐｒｉｎｇｂａｃｋａｎｇｌｅｉｎｔｈｅｈｏｒｉ－ｚｏｎｔａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ预测模型均值最小值最大值平均误差ＳＶＲ０畅７０２８７０畅１０２８５１畅１３３１８０畅１１３５３ＡＮＮ０畅６１２０３０畅３９８６１０畅７８３５９０畅３０６９８表５ 垂直方向回弹角的误差对比Ｔａｂｌｅ５ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｅｒｒｏｒｓｏｆｓｐｒｉｎｇｂａｃｋａｎｇｌｅｉｎｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ预测模型均值最小值最大值平均误差ＳＶＲ０畅９５１７９０畅６３６６８１畅２３１８６０畅１２５４３ＡＮＮ１畅０７３２６０畅５４２４４１畅５２６４８０畅１８５５６４ 试验检验文中通过两组柔性三维拉弯成形试验，检验ＳＶＲ模型对回弹的预测精度．一组试验用于检验预测模型的准确性，另一组试验根据ＳＶＲ模型的回弹预测值，对模具型面进行相应的补偿，从而达到减小回弹的目的．矩形截面型材采用ＡＡ６０８２铝合金，其弹性模量E为７１ＧＰａ，泊松比ν为０畅３４５，屈服应力σ０为１３９畅５ＭＰａ，假定材料服从Ｈｉｌｌ’４８各向异性屈服准则，F＝１畅６２５，G＝１畅４７６，H＝０畅５２４，N＝４畅０４７．表６为预测模型的输入数据，表７为分别采用ＳＶＲ和ＡＮＮ模型的预测结果和误差．基于相同的输入数据，通过真实的柔性三维拉弯成形试验获得的水平方向回弹角和垂直方向回弹角分别为０畅６８５°和０畅８６１°；表７所示的两种模型的预测误差再次证明ＳＶＲ预测结果更加准确．表６ 预测模型的输入数据Ｔａｂｌｅ６ ＩｎｐｕｔｏｆｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓE／ＧＰａσ０／ＭＰａδ０／％δ１／％θｈ／°θｖ／°７１１３９畅５０畅８０畅８３０３０表７ 模型预测结果及误差Ｔａｂｌｅ７ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｅｒｒｏｒｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｓ模型预测θｈｓ／（°）预测θｖｓ／（°）水平回弹角误差／％垂直回弹角误差／％ＳＶＲ０畅６５６２８３０畅８１６３６２４畅２３５畅１４ＡＮＮ０畅８７２６４５１畅１３７５６４２７畅３３２畅１基于两种模型对回弹的预测结果，对模具型面进行相应的补偿，补偿后对型材进行柔性三维拉弯成形试验，从而获得根据两种模型补偿后的形状偏差．两种模型补偿后的型材形状偏差如图６所示．图６ 模具补偿后形状误差的对比Ｆｉｇ畅６ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｓｈａｐｅｅｒｒｏｒａｆｔｅｒｔｈｅｄｉｅｓｈａｐｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ由图６可以看出，根据ＡＮＮ预测对模具补偿后的形状偏差大于ＳＶＲ预测补偿后的偏差．由此可知，ＳＶＲ回弹补偿比ＡＮＮ准确，从而证明ＳＶＲ的回弹预测比ＡＮＮ的回弹预测精度高．５ 结语通过设计正交试验进行有限元模拟测试６组参数（包括材料参数、几何参数和工艺参数）对三维拉弯成形回弹影响大小进行分析．分析证明这些参数对水平面回弹角与垂直面的回弹角影响程度不同．设计了选用这些参数作为输入参数、对柔性三维拉弯成形进行回弹预测的ＳＶＲ模型，并将该模型与ＡＮＮ模型的预测精度进行对比．实验结果证明，采用ＳＶＲ预测模型能够实现对三维拉弯成形回弹的预测，且预测精度高于ＡＮＮ．采用ＳＶＲ模型回弹预测值对三维拉弯成形试验的模具型面进行相应补偿，能够有效减小回弹和形状偏差．１１１ 第２期滕菲等：矩形截面型材三维拉弯成形的回弹预测参考文献：［１］ 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ＹｕＺｈｏｎｇ－ｑｉ，ＬｉｎＺｈｏｎｇ－ｑｉｎ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｉ－ｍｅｎｓｉｏｎｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆＵ－ｓｈａｐｅｄａｌｕｍｉｎｕｍｐｒｏｆｉｌｅｒｏｔａｙｓｔｒｅｔｃｈｂｅｎｄｉｎｇ［Ｊ］．ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＮｏｎｆｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌｓＳｏｃｉｅｔｙｏｆＣｈｉｎａ，２００７，１７：５８１－５８５．［１１］ＰａｎｔｈｉＫ，ＲａｍａｋｒｉｓｈｎａｎＮ，ＡｈｍｅｄＭｅｒａｊ，ｅｔａｌ．Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅ－ｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｈｅｅｔｍｅｔａｌｂｅｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｔｏｐｒｅｄｉｃｔｔｈｅｓｐｒｉｎｇｂａｃｋ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌａｎｄＤｅｓｉｇｎ，２０１０，３１：６５７－６６２．［１２］ＫａｚａｎＲ，ＦｉｒａｔＭ，ＴｉｒｙａｋｉＡＥ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｓｐｒｉｎｇｂａｃｋｉｎｗｉｐｅ－ｂｅｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｈｅｅｔｍｅｔａｌｕｓｉｎｇｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＤｅｓｉｇｎ，２００９，３０（２）：４１８－４２３．［１３］ＮａｓｒｏｌｌａｈｉＶ，ＡｒｅｚｏｏＢ．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｓｐｒｉｎｇｂａｃｋｉｎｓｈｅｅｔｍｅｔａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗｉｔｈｈｏｌｅｓｏｎｔｈｅｂｅｎｄｉｎｇａｒｅａ，ｕｓｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎｄｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＤｅｓｉｇｎ，２０１２，３６：３３１－３３６．［１４］ＳｏｎｇＹ，ＹｕＺ．ＳｐｒｉｎｇｂａｃｋｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｉｎＴ－ｓｅｃｔｉｏｎｂｅａｍｂｅｎｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｕｓｉｎｇｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓａｎｄｆｉｎｉｔｅｅｌｅ－ｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．ＡｒｃｈｉｖｅｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎ－ｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１３，３：２２９－２４１．［１５］龙玲，殷国富，宋超，等．基于支持向量机的随机聚焦搜索算法优化冲压成形工艺［Ｊ］．四川大学学报：工程科学版，２０１２，４４（５）：２２０－２２５．ＬｏｎｇＬｉｎｇ，ＹｉｎＧｕｏ－ｆｕ，ＳｏｎｇＣｈａｏ，ｅｔａｌ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｔｏｃｈａｓｔｉｃｆｏｃｕｓｉｎｇｓｅａｒｃｈａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎＳＶＭｉｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｈｅｅｔｍｅｔａｌｆｏｒｍｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ，２０１２，４４（５）：２２０－２２５．［１６］ＬｉｕＹｕ－ｌｉｎ，ＣｈｅｎＷｅｎ－ｌｉａｎｇ，ＤｉｎｇＬｉ－ｐｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｒｅ－ｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙｂａｓｅｄｏｎｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｒｅ－ｇｒｅｓｓｉｏｎｆｏｒｐｏｌｙｇｏｎｂｌａｎｋｓｈａｐｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１３，６６：１３９７－１４０５．［１７］ＳｉｎｇｈＳｗａｄｅｎｓｈＫｕｍａｒ，ＧｕｐｔａＡｍｉｔＫｕｍａｒ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｉｎｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｔｈｉｃｋｎｅｓｓｓｔｒａｉｎｓｉｎｈｙｄｒｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｄｅｅｐｄｒａｗｉｎｇａｎｄｃｏｍｐａｒｉ－ｓｏｎｗｉｔｈＡＮＮａｎｄＦＥＭ［Ｊ］．ＣＩＲＰＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｎｕｆａｃ－ｔｕｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，３：６６－７２．［１８］丁世非，齐丙娟，谭红艳．支持向量机理论与算法研究综述［Ｊ］．电子科技大学学报，２０１１，４０（１）：２－１０．ＤｉｎｇＳｈｉ－ｆｅｉ，ＱｉＢｉｎｇ－ｊｕａｎ，ＴａｎＨｏｎｇ－ｙａｎ．Ａｎｏｖｅｒｖｉｅｗｏｎｔｈｅｏｒｙａｎｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｍａｃｈｉｎｅｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ，２０１１，４０（１）：２－１０．２１１华南理工大学学报（自然科学版）第４３卷Springback Prediction of Rectangular Profiles During Three －DimensionStretch Bending FormingTeng Fei １ Liang Ji －cai １ Zhang Wan －xi １ Wang Xue ２ Gao Song１（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ／／ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＡｎａｌｙｓｉｓｆｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２４，Ｌｉａｏｎｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００２２，Ｊｉｌｉｎ，Ｃｈｉｎａ）Abstract ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｆｉｒｓｔ，ａｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅｆｌｅｘｉｂｌｅｄｉｅｆｏｒｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓｔｒｅｔｃｈｂｅｎｄｉｎｇｆｏｒｍｉｎｇｉｓｄｅ－ｓｉｇｎｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｐｒｉｎｇｂａｃｋｏｆｐｒｏｆｉｌｅｓｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆｏｒｍｉｎｇｉｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｎ，ｓｉｘｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔｇｒｅａｔｌｙａｆｆｅｃｔｔｈｅｓｐｒｉｎｇｂａｃｋｍａｇｎｉｔｕｄｅ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｐａ－ｒａｍｅｔｅｒｓ，ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）ａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｉｒｉｍｐａｃｔｔｒｅｎｄｓｏｎｔｈｅｓｐｒｉｎｇｂａｃｋａｒｅａｌｓｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅｓｅｓｉｘｆａｃｔｏｒｓａｒｅｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｆｉｎｉｔｅ－ｅｌｅｍｅｎｔｓｔｒｅｔｃｈｂｅｎｄｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｕｓｅｄｔｏｔｒａｉｎａｎｄｔｅｓｔｔｈｅｓｐｒｉｎｇｂａｃｋｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍａｃｈｉｎｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｆｏｒｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｖｅｒｉｆｙｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｐｒｉｎｇｂａｃｋｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｗｉｄｅｌｙ－ｕｓｅｄｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌｉｓｍｏｒｅａｃｃｕｒａｔｅｔｈａｎｔｈｅｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋ－ｂａｓｅｄｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈａｔ，ｉｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｓｕｉｔａｂｌｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｓｔｏｔｈｅｄｉｅｓｈａｐｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｐｒｉｎｇｂａｃｋｖａｌｕｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄｂｙｔｈｅｍｏｄｅｌｍａｙｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｓｐｒｉｎｇｂａｃｋａｎｄｔｈｅｓｈａｐｅｄｅｖｉａｔｉｏｎ．Key words ：ｐｒｏｆｉｌｅ；ｓｐｒｉｎｇｂａｃｋｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ；ｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍａｃｈｉｎｅ；ａｒｔｉｆｉｃｉａｌｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｓ；ｔｈｒｅｅ－ｄｉ－ｍｅｎｓｉｏｎｓｔｒｅｔｃｈｂｅｎｄｉｎｇｆｏｒｍｉｎｇ （上接第１０６页）机叶片结构优化［Ｊ］．哈尔滨工程大学学报，２０１４，３５（７）：８９５－９００．ＣｈｅｎＪｉｎ，ＭａＪｉｎ－ｃｈｅｎｇ，ＷａｎｇＱｕａｎ，ｅｔａｌ．ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｂｌａｄｅｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅＡＮＳＹＳｓｅｃｏｎｄａｒｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１４，３５（７）：８９５－９００．［１５］ ＳｈｅｎＷＺ，ＭｉｋｋｅｌｓｅｎＲ，Ｓ宝ｒｅｎｓｅｎＪＮ，ｅｔａｌ．Ｔｉｐｌｏｓｓｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｆｏｒｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｓｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＷｉｎｄＥｎｅｒｇｙ，２００５，８：４５７－４７５．［１６］ＴｉｍｍｅｒＷ，ＰｒｊｏｍＶＴ．ＳｕｍｍａｒｙｏｆｔｈｅＤｅｌｆｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｄｅｄｉｃａｔｅｄａｉｒｆｏｉｌｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｌａｒＥｎ－ｅｒｇｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３，１２５：４８８－４９６．［１７］陈进，张石强，王旭东，等．基于粗糙度敏感性研究的风力机专用翼型设计［Ｊ］．空气动力学学报，２０１１，２９（２）：１４２－１４９．ＣｈｅｎＪｉｎ，ＺｈａｎｇＳｈｉ－ｑｉａｎｇ，ＷａｎｇＸｕ－ｄｏｎｇ．ｅｔａｌ．Ｄｅｄｉ－ｃａｔｅｄｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅａｉｒｆｏｉｌｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃａＳｉｎｉ－ｃａ，２０１１，２９（２）：１４２－１４９．Blade Analysisof Wind Turbine Considering AeroelasticityChen Jin Li Song －lin Guo Xiao －feng Sun Zhen －ye（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，４０００４４，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Abstract ：Ａｎｏｖｅｌａｐｐｒｏａｃｈ，ｗｈｉｃｈｕｔｉｌｉｚｅｓａｍｏｄｉｆｉｅｄｂｌａｄｅｅｌｅｍｅｎｔ－ｍｏｍｅｎｔｕｍｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｂｌａｄｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅａｐ－ｐｒｏａｃｈｉｓｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｂｌａｄｅｓｏｆａｎ８５０ＭＷｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅａｔｖａｒｉｏｕｓｗｉｎｄｓｐｅｅｄｓ．Ｔｈｅｒｅ－ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｂｖｉｏｕｓｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｌａｒｇｅ－ｓｉｚｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｓａｔｈｉｇｈｗｉｎｄｓｐｅｅｄａｎｄｇｒｅａｔｌｙｒｅｄｕｃｅｓｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｐｐｒｏａｃｈｉｓｏｆｇｕｉｄｉｎｇｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｆｏｒｔｈｅａｅｒｏｄｙ－ｎａｍｉｃｓｈａｐｅｄｅｓｉｇｎ，ｌｏａｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｂｌａｄｅｓ．Key words ：ｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅ；ｂｌａｄｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ａｅｒｏｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ；ｂｌａｄｅｅｌｅｍｅｎｔ－ｍｏｍｅｎｔｕｍｔｈｅｏｒｙ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａ－ｎａｌｙｓｉｓ３１１ 第２期滕菲等：矩形截面型材三维拉弯成形的回弹预测矩形截面型材三维拉弯成形的回弹预测作者：滕菲， 梁继才， 张万喜， 王雪， 高嵩， Teng Fei， Liang Ji-cai， Zhang Wan-xi，Wang Xue， Gao Song作者单位：滕菲,梁继才,张万喜,高嵩,Teng Fei,Liang Ji-cai,Zhang Wan-xi,Gao Song(大连理工大学汽车工程学院∥工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁大连,116024)， 王雪,Wang Xue(吉林大学材料科学与工程学院,吉林长春,130022)刊名：华南理工大学学报（自然科学版）英文刊名：Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition)年，卷(期)：2015(2)1.李落星,周佳,张辉车身用铝、镁合金先进挤压成形技术及应用[期刊论文]-机械工程学报 2012(18)2.马鸣图,李志刚,易红亮,向晓峰,方平汽车轻量化及铝合金的应用[期刊论文]-世界有色金属 2006(10)3.梁继才,滕菲,高嵩,陈广义,魏志勇柔性三维拉弯成形模具型面修正关键技术的研究[期刊论文]-机械工程学报2013(17)4.梁继才,滕菲,高嵩,陈广义,魏志勇矩形铝型材柔性三维拉弯工艺的多目标优化[期刊论文]-华南理工大学学报（自然科学版） 2013(9)5.徐义,李落星,李光耀,钟志华型材弯曲工艺的现状及发展前景[期刊论文]-塑性工程学报 2008(3)6.刁可山,周贤宾,李晓星,金朝海矩形截面型材拉弯成形[期刊论文]-北京航空航天大学学报 2005(2)7.Clausen Arild H;Hopperstad Odd S;Langseth Magnus Sensitivity of model parameters in stretch bending of alu-minum extrusions 2001ler J E;Kyriakides S;Corona E On bend-stretch form-ing of aluminum extruded tubes-Ⅱ:analysis 20019.Oliveira M C;Alves J L;Chaparro B.M Study on the influence of work-hardening modeling in springback simulation accuracy of V-free bending 200710.YU Zhong-qi,LIN Zhong-qin Numerical analysis of dimension precision of U-shaped aluminium profile rotary stretch bending[期刊论文]-中国有色金属学会会刊（英文版） 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汽车门框上条拉弯成形回弹分析与模具型面设计
摘要汽车门框上条作为车门的组成部分，其形状精度影响着车门部件的装配和车身的外观。
拉弯成形是汽车门框上条的主要成形方法，拉弯成形中金属材料产生的回弹一直是汽车门框上条成形精度难以保证的主要原因；控制回弹最直接、有效的办法是设计出合理形状的模具型面，在实际生产中，模具型面主要以生产经验或通过“试错法”来获取，此方法周期长、成本高。
本文利用有限元数值分析方法对一款名为F-6的汽车门框上条产品在拉弯成形过程中产生的回弹进行分析，根据回弹的分析结果对模具型面进行设计。
在设计出的模具型面下进行了拉弯成形实验，结果表明回弹量得到很好控制，成形产品符合形状要求。
首先，对汽车门框上条的成形材料进行单向拉伸实验，获取了材料的力学性能；以汽车门框上条型材为分析对象对型材拉弯成形过程中的受力进行解析分析；分别推导了型材在弹性预拉和塑性预拉两种情况下的回弹半径计算公式。
其次，对汽车门框上条成形的有限元建模过程进行了研究和说明，包括成形件材料参数的获取和定义、网格类型的选择及划分以及边界条件的定义；利用建立的回弹有限元分析模型仿真产品的回弹结果，对回弹的仿真和实验结果做比较，验证了回弹有限元分析模型的正确性。
利用验证的回弹有限元分析模型分析预拉力、摩擦系数两个工艺参数对回弹量的影响规律，得到了在一定预拉力范围下，预拉力越大回弹量越小以及摩擦系数越大，回弹量越大的结论。
最后，以回弹前后型材对应节点位移矢量与曲线局部基本三棱形相结合的节点几何位移补偿法对模具型面进行设计，在设计出的模具型面下进行成形实验并检验成形产品的形状尺寸，检验结果验证了模具型面设计方法的可行性。
关键词：汽车门框上条，拉弯成形，回弹，有限元分析，模具型面设计IAbstractAs an integral part of vehicle body, the upper part of car doorframe in shape has impact not only on the assembly of other car doorframe parts but also the appearance of vehicle body. Bend-stretch forming is the main forming method of the upper part of car doorframe，while springback of metal material in stretch forming is the main reason why forming precision is difficult to be guaranteed. The most direct and effective way to control springback is to design a reasonable die surface. Experimental "trial and error "method which results in long cycles and high cost is used to obtain the reasonable die surface in the actual manufacture.In this paper, the springback generated in bend-stretch forming process of a product named F-6 is studied by finite element analysis (FEA) and the die surface for the product is designed . When forming experiment is conducted under the die surface designed before, springback is well controlled and the product meets the requirements of shape accuracy.Firstly, the uniaxial tensile test is carried out on the forming material of the upper part of car doorframe to obtain its mechanical properties. Theoretical force analysis of the upper part of car doorframe is studied in the plane bend-stretch forming process. The formula for calculating springback radius of the upper part of car doorframe are deduced respectively when the upper part of car doorframe is pre-stretched elastically and plastically.Secondly, the finite element modeling process of bend-stretch forming for the upper part of doorframe is studied and explained, including the selection and division of mesh types as well as the definition of material and boundary conditions. Springback result of product is simulated by established FEA model. The result comparison of springback between simulation and experiment shows the correctness of established FEA model. The influence of pre-tension and friction coefficient on springback is analyzed by validated FEA model. It is found that the pre-tension is larger in a certain range, the springback is smaller, and the friction coefficient is larger, the spring back is larger.Finally, the die surface is designed based on the node geometric adjustment method which combines the displacement vectors at the nodes with the local Frenet frames of curves corresponding to bending product before and after springback. The shape of product formed under the die surface which has designed before is tested and the test result testified that the method used to design die surface is feasible.Key words: The upper part of car doorframe; Bend-stretch forming; Springback;Finite element analysis; Die surface designII目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 汽车门框上条拉弯成形概述 (2)1.2.1 拉弯成形设备 (2)1.2.2 成形过程介绍 (3)1.2.3 汽车门框上条拉弯成形研究的主要问题 (4)1.3 拉弯成形回弹分析相关技术研究现状 (4)1.3.1 解析法回弹分析现状 (4)1.3.2 实验法回弹分析现状 (5)1.3.3 数值模拟回弹分析现状 (6)1.4 选题意义 (7)1.5 本文研究内容 (8)第二章拉弯成形受力及回弹分析基础 (9)2.1 引言 (9)2.2 平面拉弯成形过程介绍 (9)2.2.1 弯曲过程 (9)2.2.2 回弹过程 (10)2.3 汽车门框上条型材材料力学性能 (11)2.3.1 材料力学性能拉伸实验 (11)2.3.2 材料本构关系 (13)2.4 拉弯成形弯曲过程受力分析 (14)2.4.1 解析分析的基本假设和近似 (14)2.4.2 型材几何信息 (15)2.4.3 平面拉弯成形受力分类 (15)2.4.4 弹性预拉拉弯成形受力分析 (16)2.4.5 塑性预拉拉弯成形受力分析 (19)2.5 拉弯成形回弹过程受力分析 (21)III2.5.2 回弹应变状态分析 (22)2.5.3 回弹方程的建立 (23)2.6 本章小结 (25)第三章汽车门框上条拉弯成形回弹分析 (26)3.1 引言 (26)3.2 回弹分析步骤及算法的选择 (26)3.2.1 回弹分析步骤 (26)3.2.2 算法的选择 (27)3.3 弯曲过程有限元模型的建立 (28)3.3.1 几何模型的获取和简化 (28)3.3.2 网格类型的选择及划分 (32)3.3.3 赋予材料 (34)3.3.4 接触的处理 (35)3.3.5 设定载荷 (36)3.4 回弹过程有限元模型的建立 (37)3.4.1 显隐式算法的转换 (37)3.4.2 回弹数值建模关键问题的处理 (38)3.5 回弹数值分析模型的实验验证 (39)3.5.1 回弹的表示方法 (39)3.5.2 回弹结果的验证 (40)3.6 回弹影响因素分析 (41)3.6.1 预拉力对回弹的影响 (41)3.6.2 摩擦系数对回弹的影响 (43)3.7 本章小结 (44)第四章汽车门框上条拉弯成形模具型面设计 (45)4.1 引言 (45)4.2 模具型面设计方法介绍 (45)4.3 汽车门框上条模具型面设计方法 (47)4.3.1 空间曲线基本三棱形（Frenet）介绍 (47)IV4.3.3 目标模具型面的获取 (48)4.4 模具型面设计工程实例 (51)4.4.1 模具型面设计 (51)4.4.2 模具型面设计结果实验验证 (54)4.5 本章小结 (56)全文总结与展望 (57)研究工作总结 (57)研究工作展望 (57)参考文献 (59)攻读硕士学位期间取得的研究成果 (62)致谢 (63)V第一章绪论第一章绪论1.1 引言随着交通运输业和经济的发展，人们对汽车技术及其产品质量的要求也逐渐提高。
铝合金成型回弹处理方法
铝合金成型回弹处理方法摘要：回弹现象在铝合金成型过程中较为常见，它可能导致零件尺寸、形状与设计要求不符。
为解决这一问题，本文对铝合金成型回弹处理方法进行了探讨，分析了各种方法的优缺点，并提出了相应的解决方案。
一、引言铝合金因其优良的性能在汽车、航空航天、电子产品等领域得到广泛应用。
然而，在铝合金零件成型过程中，回弹现象成为影响零件质量的一个重要因素。
针对这一问题，研究人员提出了多种处理方法，本文将对这些方法进行综述。
二、铝合金成型回弹的原因1.材料弹性模量较小2.成型过程中受力不均匀3.零件设计不合理4.模具设计及工艺参数选择不当三、铝合金成型回弹处理方法1.调整模具设计a.优化模具形状b.合理设置模具材料c.改进模具结构2.调整工艺参数a.优化冲压速度b.控制变形程度c.合理选择润滑剂3.控制板料性能a.优化材料成分b.调整热处理工艺4.采用补偿法a.预弯曲法b.反向弯曲法c.变压边力法5.神经网络与智能算法a.基于BP神经网络的回弹预测b.遗传算法优化工艺参数四、各种处理方法的优缺点分析1.调整模具设计：优点在于可以直接改变零件成型的几何尺寸和形状，缺点是调整过程较为复杂，周期较长。
2.调整工艺参数：优点是操作简便，缺点是对零件尺寸精度要求较高时效果有限。
3.控制板料性能：优点是可以通过调整材料性能改善回弹现象，缺点是成本较高，且对成型工艺要求较高。
4.采用补偿法：优点是可以在零件成型过程中实时调整，缺点是需要额外的工艺设备。
5.神经网络与智能算法：优点是预测精度较高，缺点是算法复杂，需要大量数据支持。
五、结论本文对铝合金成型回弹处理方法进行了综述，分析了各种方法的优缺点。
总体而言，调整模具设计和工艺参数是最为常见且有效的方法。
然而，针对不同零件和工艺条件，需根据实际情况选择合适的处理方法。
未来研究重点应在于进一步提高预测精度，降低生产成本，提高零件质量。
矩形截面型材三维拉弯成形的回弹预测
关键 词 ：型材 ； 回弹预 测 ； 支持 向量 回归机 ； 人 工神 经 网络 ； 三 维拉 弯成 形
中图分类号 ： Ｔ Ｇ ３ ８ ６
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — ５ ６ ５ Ｘ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ２ ． ０ １ ６
随 着汽 车轻 量 化 的发 展 ， 铝 型材 已广 泛 应 用 于 汽 车行 业 当 中¨ Ｊ ． 在 铝 型材 拉 弯 成 形 过 程 中 ， 回弹
是影响成形质量 的主要原因， 其引起 的与 目标形状 的偏 差 导致装 配 困难 ４ Ｊ ． 因此 ， 研 究 拉 弯 成 形 过 程
Ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｔ ｅ ｍ： Ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｋ ｅ ｙ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｔ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ （ Ｍ ｉ ｎ ｉ ｓ －
现少 量 样 本 的 回归求 解． 龙 玲 等 采 用 Ｓ Ｖ Ｒ建 立 了起 皱 和破 裂 的非线 性拟 合 ， 研究 证 实 了 Ｓ Ｖ Ｒ的准
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ８ — ０ ６
基金项 目：国家工 信部重点产业振兴和改造技术专项 （ 吉工信投资 ［ ２ Ｏ ｌ １ ］ ３ ５ ０ ）
中 回弹 产生 的原 因及 对 回弹量 进行 预测 具有 重要 的 意 义 ］ ．
增大． 以上这些研究表 明， 回弹随拉弯过程 中拉力的 增大而减小 ， 在拉弯成形过程 中影响回弹量 的主要 因素包 括 材料性 质 、 几何 参数 和工 艺参数 ． 有 限元是 较 为 常 用Байду номын сангаас的预 测 回弹 的方 法 ， 但 它需
第2章4节4.8型材拉弯
第2章4节4.8型材拉弯第2.4节型材拉弯型材拉弯⼀、典型零件⼆、型材拉弯机三、型材拉弯基本原理四、拉弯模设计五、⼯艺规程设计六、典型零件的协调⽅法4.84.8.1 型材拉弯1、典型零件拉弯型材零件的分类类似于滚弯型材，所不同的是：对于变曲率的型材，除了曲率中⼼同侧的型材，尚有曲率中⼼异侧的型材；对于丁字型材除了收边与放边的以外，尚有横向拉弯的型材；对于变形温度⽽⾔，除了常温拉弯成形外，尚有加热拉弯成形。
对于⼤剖⾯的等曲率型材由于滚弯后难以校形，故采⽤拉弯⽅法成形。
1、典型零件典型零件2、拉弯零件的特点相对弯曲半径较⼤，回弹较⼤曲率沿轴向是变化的零件较长，滚弯不⽅便3、常⽤的拉弯材料：LY12—— 硬铝LC4—— ⾼强度的铝镁铜锌合⾦MB8—— 镁锰合⾦LY12拉弯之前的三种供应状态：新淬⽕状态：加热温度495?503°C，在⽔中冷却，通常采⽤；不完全退⽕状态：加热温度350?370°C，空⽓冷却，⽤于中间⼯序；完全退⽕状态：加热温度390?430°C，然后以每⼩时30的冷却速度降低⾄250?270°C，最后在空⽓中冷却，⽤于形状⽐较复杂的型材零件；型材拉弯过程中的主要问题是：加载⽅式的选择回弹半径的计算与模具合理外形的确定轴向预拉⼒与轴向总拉⼒的确定⼆、型材拉弯机1．转台式拉弯机此类机床构造简单，制造⽅便，但是对于长度很⼤的型材零件，由于拉伸作动筒的⾏程较⼤，给机床设计带来⼀定的困难。
2．转臂式拉弯机此类拉弯机的基本原理是拉弯模与台⾯固定不动，⽀臂与拉伸作动筒绕拉弯模转动，使零件产⽣弯曲变形，并保持轴向拉⼒始终与拉弯模相切。
1. 转台式拉弯机2．转臂式拉弯机三、型材拉弯基本原理1、回弹现象的分析2、回弹半径的计算⽅法基本假设（——为简化⼯程计算提出的假设）：* 平截⾯假设* 型材拉弯属于纯弯曲，亦即不考虑剪⼒的影响* 采⽤折线型近似实际应⼒曲线，并认为拉伸曲线与压缩曲线相同3、轴向预拉⼒与总拉⼒的确定四、拉弯模设计根据产量分为两类：—— ⽤于批⽣产, 专⽤拉弯模—— ⽤于试制⽣产,通⽤拉弯模（⼀）专⽤拉弯模设计要点如下1、拉弯模的剖⾯形状2、拉弯模的长度3、典型结构模具与强度4、定位孔的位置5、安全装置1、拉弯模的剖⾯形状模具的剖⾯形状应符合于材型剖⾯的特点⼀般：间隙δ⼀般取0.2~0.5mm。
铝合金成型回弹处理方法
铝合金成型回弹处理方法一、回弹的原因1.材料的弹性：铝合金在加工成型过程中会受到挤压、拉伸等力的作用，导致材料分子间的排列发生变化，产生应力，从而使成型后的铝合金件发生形状变化。
2.模具设计不合理：模具设计不合理、气孔、毛刺等因素会导致铝合金成型件在取出后发生形状变化。
3.成型温度过高：成型温度过高会引起铝合金的晶粒长大，从而增加其弹性，导致成型件发生回弹。
4.成型速度过快：成型速度过快会导致铝合金在挤压过程中受到较大的应力，从而增加其弹性，导致成型件发生回弹。
二、铝合金成型回弹处理方法1.调整工艺参数：在铝合金成型过程中，可以通过调整挤压温度、挤压速度、材料温度等工艺参数来减小回弹现象。
一般情况下，降低挤压温度、降低挤压速度、提高材料温度可以减小回弹现象。
2.改进模具设计：合理设计模具结构，避免气孔、毛刺、过大的毛胚等因素，可以减小铝合金成型件的回弹。
3.热处理：针对回弹现象严重的铝合金成型件，可以进行热处理，将其加热至一定温度，然后快速冷却，以改变其晶粒结构，降低材料的弹性，从而减小回弹现象。
4.应力消除：在铝合金成型后，可以对成型件进行局部或整体的退火处理，使其材料内部的应力得到释放，减小回弹现象。
5.改变金属组织:通过调节成型后的冷却速度，在适当的条件下实现晶粒再结晶，从而改变铝合金成型件的内部金属组织，减小回弹现象。
6.控制成型变形量：在进行铝合金成型时，应尽量控制成型变形量，减小成型后的回弹现象。
7.模具维护：及时对模具进行清洁、润滑、维护，保证模具表面的平整度和光滑度，减小回弹发生的可能。
8.实时监控：在铝合金成型过程中，可以通过实时监控设备对成型件的形状、尺寸等数据进行监测，一旦发现回弹现象，及时调整工艺参数，减小回弹发生的可能性。
通过以上方法，可以有效减小铝合金成型件的回弹现象，保证成型件的质量和性能。
在实际生产操作中，需要结合具体的工艺要求和实际情况，选择适合的处理方法，以确保铝合金成型件达到设计要求。
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Ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｍａｙ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｕｓｅｆｕｌ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ
ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｔｒｅｔｃｈ ｂｅｎｄｉｎｇ ｆｏｒｍｉｎｇ ｏｆ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎｓ ａｎｄ ａ ｕｓｅｆｕｌ ｔｏｏｌ ｆｏｒ
两华大学硕十学位论文
数。该方法可通过拉弯件轮廓曲线上布点的密度来控制模具轮廓曲线上曲率分 段的多少和误差大小。本文还通过有限元分析方法计算了拉弯型材的回弹量， 用于评估拉弯模轮廓面的回弹修正量，以及拉弯件的校形余量的减少情况。本 ．文的工作为提高汽车和飞机拉弯件的质量和促进工装的数字化设计提供了一合 理有效的方法。
两华大学硕十学位论文
ａｓｓｕｍｐｔｉｏｎｓ．Ｉｎ ｂｅｎｄｉｎｇ ｓｔａｇｅｓ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ·ｓｔｒａｉｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｂｅｎｄｉｎｇ ｍｏｍｅｎｔ ｗａｓ ｄｅｔａｉｌｅｄ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｓｔｒｅｔｃｈ ｂｅｎｄｉｎｇ ｓｐｒｉｎｇ－ｂａｃｋ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｏｒｍｕｌａ ｆｏｒ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｓｈｅｅｔ ａｎｄ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎｓ ｓｐｒｉｎｇ—ｂａｃｋ ｒａｄｉｕｓ
★能成形空间结构复杂的型材零件 ★能成形屈强比大的型材弯曲零件 ★具有不同工艺方法相结合的综合成形特点 ★弯曲精度高，回弹小 因此型材拉弯在飞机、汽车型材弯曲件的生产中得到了非常广泛的应用。 在飞机生产中，飞机框肋上的缘条、机身前后段、发动机短仓的长桁等尺 寸大的型材弯曲件是组成飞机骨架的关键零件，并直接影响到飞机的气动力外 形，形状精度要求很高。’在汽车生产中，拉弯主要用于加工车身结构和保险杠 的中空铝型材弯曲件，在保持与钢铁制件同样的抗冲击强度条件下，能减轻车 体重量，降低使用成本。拉弯工艺可实现铝型材的高精度弯曲，但由于拉弯成 形中可能会出现壁厚减薄破裂、起皱、截面畸变等成形缺陷，而这些成形缺陷 与型材的材料性能、截面形状及工艺参数这些因素密切相关，非常复杂。 目前拉弯成形性的研究迫切需要解决以下两个关键技术问题【ｌ】：１．合理确 定拉弯成形过程中的工艺参数；２．准确预测拉弯零件的回弹量。实际生产中拉 弯模修正量及工艺参数的确定主要以实际经验或通过试错法来解决，即根据经 验反复调整修模量，改变主拉力、补拉力等工艺参数。有时还需要多次预拉弯 及热处理，最终成形后还要进行人工校形。这种方法成本高，时间长，形状精 度难以保证。随着产品加工精度要求的日益提高，近／净成形的要求逐步增加， 数字化设计制造也对拉弯成形工艺提出了新的要求，传统的拉弯成形工艺已不 能满足现代生产的需要。随着科技的进步，技术的不断的革新，特别是ＣＡＤ／ＣＡＥ 技术的不断发展，大型的ＣＡＤ通用软件为拉弯模具的设计提供了强大的技术支 持。在ＣＡＤ软件环境下，可以得到零件的一些有效的几何信息，例如通过几何分 析功能，可以得到整条曲线的曲率分布及其大小，可以检查曲面的质量。为模
本学位论文属于
ｌ。保密口，在——年解密后适用本版权书。
２．不保密匦适用本授权书。
（请在以上口内划４）
誉曼教师签名：弓‘７乔 学位论文作者签名：金舌风
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两华大学硕十学位论文
第一章绪论
１．１引言
型材拉弯是指在型材预拉伸至材料屈服极限时加载弯曲并同时保持一定 的轴向拉力，使之压入模具型槽内丽成形的弯曲过程。在弯曲的同时施加轴向 拉力用以克服内侧的起皱及改善截面内的应力分布，减少回弹，提高外形精度。 和其他弯曲工艺相比有如下特点【１】：
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍｅｄ．Ｔｈｅ ｉｎｉｔｉａｌ ｙｉｅｌｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ
ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｌａｗ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｈｅ ｆｌｏｗｉｎｇ ｌａｗ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｌａｗ ｉｎ ｅｌａｓｔｉｃ．ｐｌａｓｔｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ。Ｔｈｅ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ ｓｔｒｅｓｓ—ｓｔｒａｉｎ ｒｅｌａｔｉｏｎｓ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ．ｗｅｒｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｏｒ ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ． Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ｐｒｅ－ｓｔｒｅｔｃｈ ａｎｄ ｂｅｎｄｉｎｇ ａｎｄ ｐｏｓｔ—ｓｔｒｅｔｃｈ，ｗａｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ０１１ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｂａｓｉｃ
Ｍａｊｏｒ：ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｚａｔｉｏｎ
Ｐｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅ：Ｊｉｎ Ｃｈｕｎ Ｆｅｎｇ
Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｌｉｕ Ｙｕ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｓｔｒｅｔｃｈ ｂｅｎｄｉｎｇ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｂｅｎｄｉｎｇ ｏｆ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎｓ．Ｓｔｒｅｔｃｈ ｂｅｎｄｉｎｇ ｃａｎ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｓｐｒｉｎｇ—ｂａｃｋ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｆｏｒｍｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ， ＳＯ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｔｒｅｔｃｈ ｂｅｎｄｉｎｇ ｗａｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍｉｎｇ ｏｆ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｃａｒ ａｎｄ ａｉｒｃｒａｆｔ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｓｐｒｉｎｇ－ｂａｃｋ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｆｔｅｒ ｓｔｒｅｔｃｈ ｂｅｎｄｉｎｇ ｆｏｒｍｉｎｇ ｉｓ ａ ｍａｊｏｒ ｃｏｎｃｅｍ ｉｎ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎｓ ｐａｎｓ ａｃｃｕｒａｃｙ．Ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ ｓｔｒｅｔｃｈ ｂｅｎｄｉｎｇ ｆｏｒｍｉｎｇ，ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒ ｐａｒｔ’ｓ ｍａｔｅｒｉａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｘ ｓｔｒｅｓｓ ｓｔａｔｅ，ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｄｕｒｉｎｇ ｆｏｒｍｉｎｇ，ｉｓ ｖｅｒｙ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｔｈｅ ｓｐｒｉｎｇ ｂａｃｋ．Ｓｏ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｒｉａｌ－ａｎｄ—ｅｒｒｏｒ ｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｎｇ ｃｙｃｌｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｃｏｓｔ，ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｅｌｅｃｔ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ａｎｄ ｔｏ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ ｄｉｅ ｐｒｏｆｉｌｅ ｓｕｒｆａｃｅ．Ｂｕｔ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｔｒｉａｌ—ａｎｄ．ｅｒｒｏｒ ｍｅｔｈｏｄ ｃａｎ’ｔ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ
ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｏｌｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｆｏｒｃｅ；
Ｓｔｒｅｔｃｈ ｂｅｎｄｉｎｇ ｆｏｒｍｉｎｇ；Ｂｅｎｄｉｎｇ；Ｓｐｒｉｎｇ－·ｂａｃｋ；ＦＥＭ；Ｐｒｅ··ｓｔｒｅｔｃｈ
两华了：学硕十学伊论文
西华大学学位论文原创性声明
本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学 位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。 除文中己明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写， 我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
关键词： 拉弯成形；弯曲；回弹：有限元法；预拉力
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Ｔｈｅ Ｓｔｒｅｔｃｈ Ｂｅｎｄｉｎｇ Ｆｏｒｍｉｎｇ ａｎｄ Ｓｐｒｉｎｇ—ｂａｃｋ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎｓ
西华大学 硕士学位论文 型材拉弯成形及回弹分析 姓名：金春凤 申请学位级别：硕士 专业：机械制造及其自动化 指导教师：刘渝
20090501
西华大学硕士学位论文
型材拉弯成形及回弹分析机械制造及自动化专业 Nhomakorabea研究生金春风
指导教师刘渝
摘要 拉弯工艺是型材弯曲成形的重要方法，它可以有效减少回弹，达到提高成 形精度的目的。因此，在飞机、汽车弯曲件成形中得到了广泛的应用。拉弯卸 载后的回弹控制是影响成形精度的主要因素。拉弯成形过程中，材料受力状态 复杂，同时受材料物性参数、摩擦条件等因素的影响，拉弯成形回弹预测很困 难。在实际生产中，拉弯模修正量及工艺参数的确定主要以实际经验或通过试错 法来解决，但此方法不能够一次拉弯精确成形型材，且周期长，成本高。 本文以型材为研究对象，首先介绍了型材拉弯的基本概念，在此基础上讨 论了型材拉弯工艺相对于其他弯曲工艺的优点、用途以及迫切需要解决的两个 关键技术问题。总结了拉弯工艺过程中容易产生的五种成形缺陷，从型材力学 性能、截面形状、工艺参数三个方面阐述目前国内外在试验和数值模拟这两方 …面的研究状况。介绍了弹塑性力学的初始屈服条件、基本法则，其中包括流动 法则和强化法则。在此基础上以各向同性硬化法则的材料为例推导了应力应变 增量关系，为后续的力学分析提供了理论基础。在介绍的理论基础上，根据拉弯 成形力学分析的基本假设，建立了预拉阶段、拉弯弯曲阶段和拉弯补拉阶段三 个阶段拉弯成形过程的力学模型。在拉弯弯曲阶段详细描述了模具与型材间的 摩擦力计算方法；型材拉伸弯曲后应力应变分析和弯距的计算方法。介绍了拉 弯成形回弹分析方法，推导了板材回弹半径与回弹角的计算公式；进一步在型 材拉弯与板料压弯过程中应力分布差异的基础上推导了型材的回弹半径与回弹 角的计算公式。在拉弯回弹理论分析基础上，形成了结合拉弯零件数字化模型 来修正拉弯模模具轮廓的方法；给出了用圆弧样条表示的模具轮廓上点的计算 方法；修正后的模具轮廓曲线沿整个轮廓曲线都是一阶连续的，曲率为分段常