本文關鍵詞：開式壓力機中厚板沖孔機理與質(zhì)量控制

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【摘要】：常見的中厚板孔加工工藝有鉆孔、火焰切割、沖孔等。其中,沖孔工藝采用沖孔模具在壓力機上完成,相比其他工藝更加方便和高效,可滿足大批量生產(chǎn)的要求。因此,中厚板沖孔被廣泛應用于各鋼結構加工等領域。由于本身工藝的原因,中厚板沖孔的質(zhì)量相比鉆孔差。所以,研究中厚板沖孔機理與質(zhì)量控制對于豐富沖孔理論和指導實際生產(chǎn)具有重要的意義。本文以開式壓力機中厚板沖孔機理與沖孔質(zhì)量為研究對象,進行了有限元分析和實驗研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)以1600kN開式壓力機為研究對象,采用ANSYS軟件對中心加載和偏心加載兩種工況進行機身強度與剛度分析。通過建立有限元分析模型,得到了沖裁力對機身變形和機身喉口應力的影響規(guī)律。開展了機身扭轉(zhuǎn)變形研究,建立了機身扭轉(zhuǎn)變形計算公式,提出了許用偏載曲線的概念,獲得了1600kN開式壓力機的許用偏載曲線,為開展開式壓力機角變形對沖孔質(zhì)量影響的研究奠定了基礎。(2)為了闡明中厚板沖孔機理,開展了中厚板垂直沖孔與斜角度沖孔過程數(shù)值模擬。建立了中厚板垂直沖孔和斜角度沖孔兩種工況下的有限元分析模型,獲得了板料裂紋發(fā)生、發(fā)展以及斷裂的應力分布,闡述了中厚板垂直沖孔和斜角度沖孔時的變形機理。(3)為了研究工藝參數(shù)對沖孔質(zhì)量的影響,綜合考慮沖裁間隙和沖頭直徑兩種因素進行,提出了隙徑比的概念,采用有限元分析法開展研究,獲得了隙徑比對沖孔質(zhì)量的影響規(guī)律。開展了沖孔實驗研究,獲得了隙徑比對沖孔光亮帶高度、斜坡角度的影響規(guī)律,對數(shù)值模擬結論進行了驗證。(4)為了更好的再現(xiàn)開式壓力機中厚板沖孔時的實際情況,采用ANSYS/LS-DYNA軟件,綜合開式壓力機、沖模和板料的共同影響,開展了開式壓力機中厚板沖孔整體數(shù)值模擬。發(fā)現(xiàn)在沖孔過程中,沖頭刃口存在較大的等效應力。機身變形致使沖頭產(chǎn)生彎矩,將會影響沖頭的強度。整體模擬時板料和機身的分析結果均與之前的結果基本吻合。綜上所述,本文對開式壓力機中厚板沖孔進行了有限元分析和實驗研究,闡述了中厚板沖孔的機理。建立了開式壓力機扭轉(zhuǎn)變形公式,提出了許用偏載曲線。通過數(shù)值模擬和實驗研究相結合的方法,研究了隙徑比對沖孔質(zhì)量的影響規(guī)律。將壓力機、沖模和板料做為一個整體,建立了整體有限元分析模型,分析了沖頭應力分布情況,進一步驗證了之前的分析結果。本文取得的研究成果對提高開式壓力機沖孔質(zhì)量具有一定的理論意義和應用價值。
【關鍵詞】：開式壓力機 中厚板 沖孔質(zhì)量 扭轉(zhuǎn)變形 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG52;TG305
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 中厚板沖孔工藝與設備11-13
• 1.1.1 中厚板沖孔工藝11-12
• 1.1.2 中厚板沖孔設備12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 沖孔設備研究13-15
• 1.2.2 沖裁工藝與機理研究15-19
• 1.3 選題目的與意義19
• 1.4 課題研究內(nèi)容19-21
• 第二章 開式壓力機機身強度與剛度分析21-37
• 2.1 有限元分析模型21-23
• 2.1.1 幾何模型21
• 2.1.2 材料參數(shù)21-22
• 2.1.3 單元類型與網(wǎng)格劃分22
• 2.1.4 接觸設置22-23
• 2.2 中心加載工況分析23-28
• 2.2.1 載荷設置23-24
• 2.2.2 結果與分析24-28
• 2.3 偏心加載工況分析28-34
• 2.3.1 扭轉(zhuǎn)變形計算公式28-29
• 2.3.2 載荷設置29-30
• 2.3.3 結果與分析30-33
• 2.3.4 許用偏載曲線33-34
• 2.4 本章小結34-37
• 第三章 中厚板沖孔過程數(shù)值模擬與沖孔機理37-49
• 3.1 中厚板機械性能測試37-38
• 3.2 垂直沖孔機理38-41
• 3.2.1 有限元分析模型38-40
• 3.2.2 結果與分析40-41
• 3.3 斜角度沖孔機理41-47
• 3.3.1 有限元分析模型42-43
• 3.3.2 結果與分析43-46
• 3.3.3 斜角度沖孔與垂直沖孔對比分析46-47
• 3.4 本章小結47-49
• 第四章 中厚板沖孔質(zhì)量研究49-55
• 4.1 隙徑比49
• 4.2 數(shù)值模擬49-50
• 4.2.1 有限元分析模型49-50
• 4.2.2 結果與分析50
• 4.3 沖孔實驗50-54
• 4.3.1 實驗過程51-52
• 4.3.2 結果與分析52-54
• 4.3.3 結果驗證54
• 4.4 本章小結54-55
• 第五章 開式壓力機中厚板沖孔整體模擬55-63
• 5.1 有限元分析模型55-57
• 5.2 結果與分析57-61
• 5.3 本章小結61-63
• 第六章 結論與展望63-65
• 6.1 結論63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻65-69
• 致謝69-71
• 附錄71

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本文編號：560975