推拉式拉形機成形曲面工藝過程數(shù)值模擬研究
發(fā)布時間:2021-02-21 19:05
為了滿足市場對大型化、大曲率半徑曲面件需求,且傳統(tǒng)的拉伸成形工藝仍存在技術(shù)不足,近些年提出了柔性拉伸成形工藝。柔性拉伸成形工藝特點是夾板機構(gòu)柔性化,使板材貼模更容易,提高材料利用率,減少起皺、拉裂等成形缺陷。本文以柔性拉伸成形技術(shù)為基礎(chǔ),提出了推拉式拉伸曲面成形工藝,該工藝最大特點是將液壓無桿腔的推力轉(zhuǎn)化為促使板材拉伸變形的拉伸力。本文采用數(shù)值模擬的方法對該成形工藝進行分析,為推拉式拉形機在板材拉伸曲面件領(lǐng)域的應(yīng)用提供技術(shù)支撐和理論基礎(chǔ)。本文研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)對推拉式拉形機的結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵部件進行研究;分析拉缸式板材拉伸機構(gòu)與推拉式板材拉伸機構(gòu)在曲面成形過程中的運動特性和成形力;對推拉式板材拉伸曲面成形工藝的特點進行概括總結(jié)。(2)確定了有限元模型中材料屬性、接觸、摩擦及邊界條件等模型參數(shù),建立了推拉式拉伸成形工藝的有限元模型,對成形曲面的形面特征、塑性應(yīng)變、等效應(yīng)力、厚度分布以及成形軌跡進行分析;對推拉式拉形機的可行性進行驗證;并對成形曲面過程中常見的問題:起皺、應(yīng)力集中、板材撕裂的產(chǎn)生機理進行了探討。(3)研究在推拉式拉伸曲面成形工藝中夾鉗離散化對曲面成形結(jié)果的影響,結(jié)果...
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 柔性曲面成形工藝研究現(xiàn)狀
1.2.1 多點壓機曲面成形工藝
1.2.2 連續(xù)多點滾壓曲面成形工藝
1.2.3 柔性軋制曲面成形工藝
1.2.4 柔性拉伸曲面成形工藝
1.3 選題意義及主要研究內(nèi)容
1.4 小結(jié)
第2章 推拉式拉形機及成形原理
2.1 引言
2.2 推拉式拉形機概述
2.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.2.2 夾料機構(gòu)
2.2.3 拉伸機構(gòu)
2.3 推拉式拉伸曲面成形分析
2.3.1 成形過程分析
2.3.2 液壓缸輸出力分析
2.4 推拉成形中的力學分析
2.4.1 應(yīng)力與應(yīng)變分析
2.4.2 拉伸力分析
2.5 推拉式拉伸曲面成形特點及應(yīng)用前景
2.5.1 推拉式拉伸曲面成形的特點
2.5.2 應(yīng)用與前景
2.6 小結(jié)
第3章 推拉式拉伸曲面成形的有限元理論及模型建立
3.1 引言
3.2 有限元理論
3.3 推拉式拉伸曲面成形的有限元模型
3.3.1 有限元模型的建立
3.3.2 材料模型
3.3.3 接觸及邊界條件
3.4 曲面成形過程分析
3.5 球形件成形結(jié)果分析
3.5.1 形面分析
3.5.2 應(yīng)力分析
3.5.3 應(yīng)變分析
3.5.4 厚度分析
3.5.5 成形位移分析
3.6 鞍形件成形結(jié)果分析
3.6.1 形面分析
3.6.2 應(yīng)力分析
3.6.3 應(yīng)變分析
3.6.4 厚度分析
3.6.5 成形位移分析
3.7 實驗驗證
3.8 拉伸曲面成形過程中的常見問題
3.8.1 起皺分析
3.8.2 曲面撕裂
3.9 小結(jié)
第4章 夾鉗分布與加載模式對曲面成形結(jié)果的影響
4.1 引言
4.2 夾鉗離散化對曲面成形結(jié)果的影響
4.2.1 應(yīng)力分析
4.2.2 應(yīng)變分析
4.2.3 厚度分析
4.2.4 回彈分析
4.3 推拉式拉伸成形工藝中典型的加載模式
4.3.1 整體加載模式
4.3.2 等伸長增量加載模式
4.3.3 最小伸長增量加載模式
4.4 推拉式拉伸成形中加載模式對曲面成形結(jié)果的影響
4.4.1 表面質(zhì)量分析
4.4.2 應(yīng)力分析
4.4.3 應(yīng)變分析
4.4.4 厚度分析
4.4.5 回彈分析
4.4.6 過渡區(qū)分析
4.5 夾鉗離散化對不同加載模式下曲面成形分布的影響
4.5.1 應(yīng)力分析
4.5.2 應(yīng)變分析
4.5.3 厚度分析
4.6 小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
作者簡介及科研成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Influence of a multi-step process on the thickness reduction error of sheet metal in a flexible rolling process[J]. Yi Li,Ming-zhe Li,Kai Liu. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2019(01)
[2]曲面件柔性拉伸成形時的過渡區(qū)[J]. 程艷艷,李明哲,邢健,王友. 東北大學學報(自然科學版). 2015(10)
[3]船用鋼板多點成形試驗研究[J]. 張昊晗,殷文齊,張忠順,崔坤鵬. 一重技術(shù). 2014(06)
[4]非規(guī)則曲面件的多夾鉗式柔性拉伸成形研究[J]. 程艷艷,李明哲,邢健,王友. 機械工程學報. 2014(22)
[5]多夾鉗式柔性拉伸成形時過渡區(qū)長度的研究[J]. 王友,李明哲,彭赫力. 機械工程學報. 2014(10)
[6]柔性壓輥拉形中壓輥下壓位移量的數(shù)值解析[J]. 李永豐,付文智,李明哲. 西安交通大學學報. 2014(01)
[7]三維曲面連續(xù)輥壓成形的力學機制及彎曲變形的計算[J]. 蔡中義,李明哲. 機械工程學報. 2013(02)
[8]基于彎曲輥軋制的曲面零件連續(xù)成形方法[J]. 李明哲,蔡中義,李任君,蘭英武,邱寧佳. 機械工程學報. 2012(14)
[9]三維曲面零件連續(xù)成形的形狀控制[J]. 蔡中義,李明哲,蘭英武,胡志清. 吉林大學學報(工學版). 2011(04)
[10]模具技術(shù)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展的重點[J]. 劉全坤,王成勇,劉傳經(jīng). 模具工業(yè). 2011(05)
博士論文
[1]復雜拉形件高柔性拉伸成形工藝及數(shù)值模擬研究[D]. 程艷艷.吉林大學 2016
[2]分布式位移加載拉伸成形中的缺陷研究及加載軌跡優(yōu)化[D]. 楊振.吉林大學 2016
[3]連續(xù)輥壓成形中的曲面成形機制及成形過程設(shè)計方法研究[D]. 王蜜.吉林大學 2015
[4]基于離散夾鉗與多點模具的板材柔性拉形技術(shù)研究[D]. 陳雪.吉林大學 2011
[5]多輥下壓式柔性拉形過程及其數(shù)值模擬研究[D]. 張昊晗.吉林大學 2011
[6]連續(xù)多點成形方法、裝置及成形實驗研究[D]. 胡志清.吉林大學 2008
碩士論文
[1]曲面件柔性軋制成形過程數(shù)值模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計[D]. 王妤.吉林大學 2017
[2]連續(xù)輥壓成形數(shù)值模擬及起皺缺陷研究[D]. 胡維學.吉林大學 2016
[3]板材柔性拉伸成形及其數(shù)值模擬研究[D]. 張杜明.吉林大學 2013
[4]連續(xù)柔性成形的端部效應(yīng)數(shù)值模擬研究[D]. 張家宇.吉林大學 2012
[5]柔性旋壓成形回彈控制的數(shù)值模擬研究[D]. 張文儒.吉林大學 2012
[6]多夾鉗式柔性拉形設(shè)備成形工藝及數(shù)值模擬研究[D]. 馮朋曉.吉林大學 2012
本文編號:3044785
【文章來源】:吉林大學吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:97 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 柔性曲面成形工藝研究現(xiàn)狀
1.2.1 多點壓機曲面成形工藝
1.2.2 連續(xù)多點滾壓曲面成形工藝
1.2.3 柔性軋制曲面成形工藝
1.2.4 柔性拉伸曲面成形工藝
1.3 選題意義及主要研究內(nèi)容
1.4 小結(jié)
第2章 推拉式拉形機及成形原理
2.1 引言
2.2 推拉式拉形機概述
2.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.2.2 夾料機構(gòu)
2.2.3 拉伸機構(gòu)
2.3 推拉式拉伸曲面成形分析
2.3.1 成形過程分析
2.3.2 液壓缸輸出力分析
2.4 推拉成形中的力學分析
2.4.1 應(yīng)力與應(yīng)變分析
2.4.2 拉伸力分析
2.5 推拉式拉伸曲面成形特點及應(yīng)用前景
2.5.1 推拉式拉伸曲面成形的特點
2.5.2 應(yīng)用與前景
2.6 小結(jié)
第3章 推拉式拉伸曲面成形的有限元理論及模型建立
3.1 引言
3.2 有限元理論
3.3 推拉式拉伸曲面成形的有限元模型
3.3.1 有限元模型的建立
3.3.2 材料模型
3.3.3 接觸及邊界條件
3.4 曲面成形過程分析
3.5 球形件成形結(jié)果分析
3.5.1 形面分析
3.5.2 應(yīng)力分析
3.5.3 應(yīng)變分析
3.5.4 厚度分析
3.5.5 成形位移分析
3.6 鞍形件成形結(jié)果分析
3.6.1 形面分析
3.6.2 應(yīng)力分析
3.6.3 應(yīng)變分析
3.6.4 厚度分析
3.6.5 成形位移分析
3.7 實驗驗證
3.8 拉伸曲面成形過程中的常見問題
3.8.1 起皺分析
3.8.2 曲面撕裂
3.9 小結(jié)
第4章 夾鉗分布與加載模式對曲面成形結(jié)果的影響
4.1 引言
4.2 夾鉗離散化對曲面成形結(jié)果的影響
4.2.1 應(yīng)力分析
4.2.2 應(yīng)變分析
4.2.3 厚度分析
4.2.4 回彈分析
4.3 推拉式拉伸成形工藝中典型的加載模式
4.3.1 整體加載模式
4.3.2 等伸長增量加載模式
4.3.3 最小伸長增量加載模式
4.4 推拉式拉伸成形中加載模式對曲面成形結(jié)果的影響
4.4.1 表面質(zhì)量分析
4.4.2 應(yīng)力分析
4.4.3 應(yīng)變分析
4.4.4 厚度分析
4.4.5 回彈分析
4.4.6 過渡區(qū)分析
4.5 夾鉗離散化對不同加載模式下曲面成形分布的影響
4.5.1 應(yīng)力分析
4.5.2 應(yīng)變分析
4.5.3 厚度分析
4.6 小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻
作者簡介及科研成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]Influence of a multi-step process on the thickness reduction error of sheet metal in a flexible rolling process[J]. Yi Li,Ming-zhe Li,Kai Liu. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2019(01)
[2]曲面件柔性拉伸成形時的過渡區(qū)[J]. 程艷艷,李明哲,邢健,王友. 東北大學學報(自然科學版). 2015(10)
[3]船用鋼板多點成形試驗研究[J]. 張昊晗,殷文齊,張忠順,崔坤鵬. 一重技術(shù). 2014(06)
[4]非規(guī)則曲面件的多夾鉗式柔性拉伸成形研究[J]. 程艷艷,李明哲,邢健,王友. 機械工程學報. 2014(22)
[5]多夾鉗式柔性拉伸成形時過渡區(qū)長度的研究[J]. 王友,李明哲,彭赫力. 機械工程學報. 2014(10)
[6]柔性壓輥拉形中壓輥下壓位移量的數(shù)值解析[J]. 李永豐,付文智,李明哲. 西安交通大學學報. 2014(01)
[7]三維曲面連續(xù)輥壓成形的力學機制及彎曲變形的計算[J]. 蔡中義,李明哲. 機械工程學報. 2013(02)
[8]基于彎曲輥軋制的曲面零件連續(xù)成形方法[J]. 李明哲,蔡中義,李任君,蘭英武,邱寧佳. 機械工程學報. 2012(14)
[9]三維曲面零件連續(xù)成形的形狀控制[J]. 蔡中義,李明哲,蘭英武,胡志清. 吉林大學學報(工學版). 2011(04)
[10]模具技術(shù)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展的重點[J]. 劉全坤,王成勇,劉傳經(jīng). 模具工業(yè). 2011(05)
博士論文
[1]復雜拉形件高柔性拉伸成形工藝及數(shù)值模擬研究[D]. 程艷艷.吉林大學 2016
[2]分布式位移加載拉伸成形中的缺陷研究及加載軌跡優(yōu)化[D]. 楊振.吉林大學 2016
[3]連續(xù)輥壓成形中的曲面成形機制及成形過程設(shè)計方法研究[D]. 王蜜.吉林大學 2015
[4]基于離散夾鉗與多點模具的板材柔性拉形技術(shù)研究[D]. 陳雪.吉林大學 2011
[5]多輥下壓式柔性拉形過程及其數(shù)值模擬研究[D]. 張昊晗.吉林大學 2011
[6]連續(xù)多點成形方法、裝置及成形實驗研究[D]. 胡志清.吉林大學 2008
碩士論文
[1]曲面件柔性軋制成形過程數(shù)值模擬及工藝參數(shù)優(yōu)化設(shè)計[D]. 王妤.吉林大學 2017
[2]連續(xù)輥壓成形數(shù)值模擬及起皺缺陷研究[D]. 胡維學.吉林大學 2016
[3]板材柔性拉伸成形及其數(shù)值模擬研究[D]. 張杜明.吉林大學 2013
[4]連續(xù)柔性成形的端部效應(yīng)數(shù)值模擬研究[D]. 張家宇.吉林大學 2012
[5]柔性旋壓成形回彈控制的數(shù)值模擬研究[D]. 張文儒.吉林大學 2012
[6]多夾鉗式柔性拉形設(shè)備成形工藝及數(shù)值模擬研究[D]. 馮朋曉.吉林大學 2012
本文編號:3044785
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