本文關(guān)鍵詞：Ф5～Ф10mm鈦合金管材六輥矯直機(jī)輥型曲線設(shè)計(jì)及矯直精度研究

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【摘要】：鈦合金管材廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械,飛機(jī)發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)部件、火箭、導(dǎo)彈和高速飛機(jī)的結(jié)構(gòu)件。隨著機(jī)器精度要求的提高,對于鈦合金管材的精度要求越來越苛刻,因此矯直這道工序的重要性正在逐步提高,但是鈦合金管在矯直過程中仍存在一些問題需要解決。鈦合金管材在矯直過程中容易擺動,產(chǎn)生表面壓痕;多斜輥矯直時(shí)存在空矯區(qū),二輥矯直時(shí)對導(dǎo)板消耗較大。這些直接影響到管材的矯直質(zhì)量和矯直效率。對于六輥矯直機(jī)中間兩輥進(jìn)行改進(jìn),改善了二輥矯直機(jī)對鈦合金管材難咬入,產(chǎn)生矯直力過大的缺陷,同時(shí)也改善了普通六輥矯直機(jī)不能矯直管材頭尾的缺陷。因此,對于六輥矯直機(jī)的研究具有重要的理論價(jià)值和實(shí)際意義。本文基于六輥矯直原理,考慮鈦合金強(qiáng)化的情況下建立更為精確的管材彈塑性彎曲模型。分析了彎曲變形中應(yīng)力、應(yīng)變、曲率之間的關(guān)系;推導(dǎo)了管材矯直過程中的彎矩計(jì)算模型;通過分析計(jì)算得出更為精確的反彎曲率比,對輥型進(jìn)行了改進(jìn);分析了多種不同的輥型設(shè)計(jì)方法,同時(shí)基于MATLAB數(shù)據(jù)計(jì)算軟件分別計(jì)算了雙曲線輥型,單向反彎輥型及雙向反彎三種輥型的輥型數(shù)據(jù),并基于傳統(tǒng)的六輥矯直機(jī)對其中間一對輥分別采用了單向反彎與雙向反彎的輥型設(shè)計(jì)方案,選擇了適合小直徑鈦合金管材的矯直輥型。利用有限元軟件ABAQUS建立了管材矯直機(jī)的有限元模型,并通過不同輥型,不同工藝參數(shù)對管材進(jìn)行了矯直過程的動態(tài)仿真研究,觀察管材矯直后的橢圓度、直線度和殘余應(yīng)力并分析其矯直效果。對矯直過程中的工藝參數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析,利用有限元模擬得出最佳的工藝參數(shù)組合,與其它工藝參數(shù)對比,矯直效果更為突出,對于管材的矯直質(zhì)量有所提高,對于不同輥型的矯直效果進(jìn)行對比,改進(jìn)后的六輥矯直機(jī)改善了管材的殘余應(yīng)力,解決了管材頭尾矯直的問題,提高了管材矯直質(zhì)量和成材率;為實(shí)際生產(chǎn)提供了有利的參考。
【關(guān)鍵詞】：鈦合金管材 矯直精度 雙曲線輥型 反彎輥型 仿真模擬
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG333.23
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 管材矯直機(jī)簡介10-11
• 1.2 斜輥矯直機(jī)概述11-13
• 1.2.1 多斜輥矯直機(jī)及二輥矯直機(jī)的發(fā)展11-12
• 1.2.2 六輥矯直機(jī)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 矯直輥輥型曲線的發(fā)展13-16
• 1.4 本文的研究意義和研究內(nèi)容16-18
• 1.4.1 本文的研究意義16-17
• 1.4.2 本文的研究內(nèi)容17-18
• 第2章 管材矯直基礎(chǔ)理論18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 彎曲變形與應(yīng)力的關(guān)系18-21
• 2.3 矯直過程中的彎曲變形與曲率21-24
• 2.4 矯直過程中的彎矩24-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 矯直機(jī)輥型設(shè)計(jì)及工藝參數(shù)計(jì)算30-52
• 3.1 引言30
• 3.2 輥型設(shè)計(jì)30-48
• 3.2.1.雙曲線輥型算法30-37
• 3.2.2 反彎輥型曲線設(shè)計(jì)37-39
• 3.2.3 矯直輥輥型參數(shù)確定39-40
• 3.2.4 反彎曲線曲率比的確定及矯直精度計(jì)算40-48
• 3.3 矯直輥結(jié)構(gòu)及參數(shù)確定48-51
• 3.3.1 輥距的確定48
• 3.3.2 矯直速度48-49
• 3.3.3 矯直壓扁量的確定49-50
• 3.3.4 矯直壓彎量的確定50-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第4章 有限元模型建立及后處理分析52-66
• 4.1 引言52
• 4.2 有限元介紹52-54
• 4.3 有限元模型建立54-56
• 4.3.1 管材模型的建立54-55
• 4.3.2 矯直輥模型的建立55
• 4.3.3 六輥矯直過程的簡化模型55-56
• 4.4 六輥矯直機(jī)有限元仿真參數(shù)的設(shè)定56-59
• 4.4.1 定義材料屬性56-57
• 4.4.2 定義接觸條件及矯直參數(shù)57-58
• 4.4.3 載荷工況分析步設(shè)置58-59
• 4.5 管材矯直過程分析59-62
• 4.6 矯直效果分析62-65
• 4.6.1 矯直后殘余應(yīng)力分析62-63
• 4.6.2 直線度分析63-64
• 4.6.3 橢圓度分析64-65
• 4.6.4 矯直力分析65
• 4.7 本章小結(jié)65-66
• 第5章 工藝參數(shù)及輥型對比分析66-74
• 5.1 引言66
• 5.2 壓扁量的分析66-68
• 5.3 壓彎量的分析68-69
• 5.4 不同輥型矯直效果69-73
• 5.4.1 殘余應(yīng)力分析70-71
• 5.4.2 橢圓度分析71
• 5.4.3 直線度分析71-73
• 5.5 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論74-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 致謝79

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