本文關(guān)鍵詞：直壁筒形件漸進(jìn)成形路徑參數(shù)化的研究

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【摘要】：直壁圓筒件是鈑金工藝中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)件,利用外輪廓支撐漸進(jìn)成形工藝可以無(wú)模快速成形壁厚均勻的直壁筒形件,所以對(duì)其成形路徑的設(shè)計(jì)和參數(shù)化過(guò)程的研究具有重要的意義。本文采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)直壁筒形件成形路徑進(jìn)行研究,主要研究了成形路徑設(shè)計(jì)、成形路徑參數(shù)化和成形路徑快速生成；并且參數(shù)化過(guò)程提出余量切除法和分段參數(shù)化的思想,為參數(shù)化的實(shí)現(xiàn)提供依據(jù)。針對(duì)高徑比(H/D)為0.5的筒形件設(shè)計(jì)出了四個(gè)道次成形路徑,對(duì)比不同直徑制件的成形路徑發(fā)現(xiàn)成形路徑存在極大的相似性,這一點(diǎn)正是實(shí)現(xiàn)成形路徑參數(shù)化的前提條件,根據(jù)路徑相似性歸納出基準(zhǔn)路徑,并把路徑曲線看作函數(shù)曲線,利用基準(zhǔn)路徑中的變量和不變量求出其解析方程,最后建立變量和目標(biāo)制件幾何參數(shù)的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)成形路徑的推廣,并通過(guò)模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述參數(shù)化過(guò)程是可信的。在高徑比為0.5筒形件成形路徑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了高徑比為1.0筒形件的成形路徑,并通過(guò)七個(gè)成形道次成形出目標(biāo)制件,進(jìn)而對(duì)其成形路徑進(jìn)行參數(shù)化,并對(duì)參數(shù)化結(jié)果進(jìn)行模擬和實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。成形路徑參數(shù)化過(guò)程雖然被證實(shí)可信的,但是應(yīng)用過(guò)程中的計(jì)算量非常大,設(shè)計(jì)過(guò)程依然很繁瑣。因此為了進(jìn)一步提高了參數(shù)化的可行性,本文利用Matlab程序進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)為了簡(jiǎn)化由解析方程到成形路徑建模過(guò)程,借助UG/Open Grip語(yǔ)言程序?qū)G進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),可實(shí)現(xiàn)在UG中對(duì)不同高徑比筒形件參數(shù)化路徑快速建模。輸入筒形件高徑比和直徑,選擇所要成形的道次,即可快速得到對(duì)應(yīng)的成形路徑的CAD模型。
【關(guān)鍵詞】：直壁筒形件 漸進(jìn)成形工藝 成形路徑 參數(shù)化 UG二次開(kāi)發(fā)
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG306
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 漸進(jìn)成形工藝簡(jiǎn)介11-13
• 1.2.1 漸進(jìn)成形工藝的原理12
• 1.2.2 漸進(jìn)成形工藝的特點(diǎn)12-13
• 1.3 新型漸進(jìn)成形工藝簡(jiǎn)介13-14
• 1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4.1 國(guó)外學(xué)者研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4.2 國(guó)內(nèi)學(xué)者研究現(xiàn)狀15
• 1.4.3 課題組研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 漸進(jìn)成形工藝的應(yīng)用16-18
• 1.6 不同筒形件加工方法的介紹和對(duì)比18-21
• 1.6.1 拉深成形圓筒件方法18-19
• 1.6.2 旋壓成形圓筒件方法19-20
• 1.6.3 3D打印技術(shù)成形圓筒件20-21
• 1.7 主要研究?jī)?nèi)容21
• 1.8 本章小結(jié)21-22
• 第二章 直壁筒形件漸進(jìn)成形路徑的研究方法22-39
• 2.1 成形路徑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法22-24
• 2.1.1 漸進(jìn)成形機(jī)床22-23
• 2.1.2 成形工具和板料固定裝置23-24
• 2.2 漸進(jìn)成形實(shí)驗(yàn)流程24
• 2.3 成形路徑設(shè)計(jì)數(shù)值模擬方法24-25
• 2.3.1 有限元法的理論基礎(chǔ)24-25
• 2.3.2 有限元法要點(diǎn)25
• 2.4 漸進(jìn)成形工藝相關(guān)的有限元理論基礎(chǔ)25-27
• 2.4.1 漸進(jìn)成形工藝中材料模型25-26
• 2.4.2 各向異性屈服準(zhǔn)則的選擇26-27
• 2.5 有限元模擬實(shí)施過(guò)程27-33
• 2.5.1 有限元分析軟件的選擇28
• 2.5.2 單元類型的選擇28-30
• 2.5.3 材料模型的選擇30
• 2.5.4 建立幾何模型和網(wǎng)格劃分30-31
• 2.5.5 定義邊界條件31
• 2.5.6 成形路徑加載31-32
• 2.5.7 有限元模擬后處理32-33
• 2.6 成形路徑參數(shù)化方法33-37
• 2.6.1 目標(biāo)制件規(guī)格的確定34-36
• 2.6.2 漸進(jìn)成形路徑的參數(shù)化36-37
• 2.6.3 變量函數(shù)表達(dá)式求解方法37
• 2.7 成形路徑快速生成方法37-38
• 2.8 本章小結(jié)38-39
• 第三章 H/D=0.5筒形件漸進(jìn)成形路徑的研究39-59
• 3.1 直壁筒形件理論壁厚的計(jì)算39-40
• 3.2 首道次成形路徑的設(shè)計(jì)40-42
• 3.2.1 面積對(duì)應(yīng)法則在路徑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用40
• 3.2.2 首道次成形路徑的確定40-42
• 3.3 中間道次成形路徑的設(shè)計(jì)42-46
• 3.3.1 工藝參數(shù)對(duì)底部上浮量的影響43-44
• 3.3.2 第二道次成形路徑設(shè)計(jì)44-45
• 3.3.3 第三道次成形路徑設(shè)計(jì)45-46
• 3.4 最終道次成形路徑設(shè)計(jì)46-48
• 3.5 尋找基準(zhǔn)路徑48-53
• 3.5.1 確定特征變量和路徑方程50-53
• 3.6 求特征變量函數(shù)表達(dá)式53-55
• 3.7 成形路徑參數(shù)化的驗(yàn)證55-58
• 3.8 本章小節(jié)58-59
• 第四章 H/D=1筒形件漸進(jìn)成形路徑的研究59-75
• 4.1 理論壁厚的計(jì)算59-60
• 4.2 工具頭尺寸對(duì)板料成形性能的影響60-62
• 4.3 首道次成形路徑設(shè)計(jì)62-64
• 4.4 后續(xù)道次成形路徑的設(shè)計(jì)64-67
• 4.5 尋找基準(zhǔn)路徑67-70
• 4.6 路徑特征變量參數(shù)化70-71
• 4.7 參數(shù)化的驗(yàn)證71-74
• 4.8 本章小結(jié)74-75
• 第五章 直壁圓筒件成形路徑快速建模75-81
• 5.1 UG的二次開(kāi)發(fā)75-76
• 5.2 UG二次開(kāi)發(fā)源程序流程76-77
• 5.3 GRIP編程步驟77-78
• 5.4 源程序代碼編寫(xiě)78-79
• 5.5 UG二次開(kāi)發(fā)程序應(yīng)用實(shí)例79-80
• 5.6 本章小結(jié)80-81
• 第六章 結(jié)論與展望81-83
• 6.1 結(jié)論81
• 6.2 展望81-83
• 致謝83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 附錄1 參數(shù)化路徑快速建模程序UG/Open Grip源代碼88-95
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文95

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