本文關(guān)鍵詞：彈簧數(shù)控卷繞成形及回彈數(shù)值分析

  更多相關(guān)文章： 數(shù)控卷簧機 彎曲成形 回彈 受力分析 有限元數(shù)值模擬

【摘要】：由于數(shù)控卷簧機擁有更高的生產(chǎn)效率和自動化程度,且能方便地卷制出形狀復(fù)雜的異形彈簧,因此,在國內(nèi)主要彈簧制造企業(yè)中已逐漸得到了廣泛應(yīng)用。但是由于彈簧數(shù)控卷繞過程中工藝參數(shù)、模具參數(shù)、材料特性等各種因素相互影響,彈簧實際加工時,針對不同型號規(guī)格的彈簧需要通過大量試驗,不斷試模修模才能確定加工工藝。大大增加了彈簧生產(chǎn)成本,降低了彈簧生產(chǎn)效率,而且最終的成形幾何精度也無法保證。同時,由于滾輪壓入量過大或過小,經(jīng)常會造成鋼絲壓扁、伸出長度不足、成形速度波動過大等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響了彈簧的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。因此,通過有限元軟件采用數(shù)值分析的方法研究彈簧的彈塑性彎曲成形過程,分析工藝及模具參數(shù)對彈簧成形及回彈的影響規(guī)律,是提高彈簧成形質(zhì)量,實現(xiàn)彈簧數(shù)控卷繞成形技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。針對上述問題,本文根據(jù)彈簧數(shù)控卷繞成形的特點,通過對鋼絲的變形過程進(jìn)行運動和力學(xué)分析,建立了彈簧空間彎曲成形數(shù)學(xué)模型,基于此數(shù)學(xué)模型,推導(dǎo)了鋼絲彎曲半徑、送線速度、滾輪與頂簧桿的空間安裝角度等參數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式,給出了彈簧成形過程中送線滾輪壓入量和鋼絲牽引力動態(tài)控制的理論模型,為提高彈簧成形質(zhì)量提供了新的控制方法。然后基于彈塑性有限元顯式動態(tài)和隱式靜態(tài)分析方法,以有限元軟件ANSYS/LS-DYNA為分析工具,建立了彈簧數(shù)控卷繞成形有限元分析模型,對彈簧數(shù)控卷繞成形及回彈過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。基于有限元模擬結(jié)果,分析了不同工藝參數(shù)下彈簧成形過程中單元應(yīng)力和卸載后單元節(jié)點回彈位移隨時間變化規(guī)律,最后利用ActiveX自動化技術(shù),通過Lab VIEW軟件和PMAC運動控制器,對數(shù)控卷簧機控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn),利用改進(jìn)后的系統(tǒng),進(jìn)行了彈簧的加工試驗,進(jìn)一步研究了不同工藝參數(shù)對彈簧成形后軸向和徑向的回彈規(guī)律,證明了有限元模擬方法的有效性。本文通過對鋼絲變形過程進(jìn)行運動和力學(xué)分析為進(jìn)一步研究彈簧數(shù)控成形理論提供了重要借鑒,同時,通過有限元模擬及試驗得到的不同工藝參數(shù)對彈簧成形及回彈的影響規(guī)律,對提高彈簧加工精度和成形質(zhì)量具有一定指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控卷簧機 彎曲成形 回彈 受力分析 有限元數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG306;TH135
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.1.1 課題研究背景9
• 1.1.2 課題研究意義9-10
• 1.2 彈簧制造工藝10-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析12-15
• 1.3.1 彎曲成形理論與回彈解析研究進(jìn)展12-13
• 1.3.2 有限元法的研究進(jìn)展13
• 1.3.3 彎曲成形與回彈的有限元模擬研究進(jìn)展13-15
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容15-16
• 1.5 本章小結(jié)16-17
• 第2章 彈簧數(shù)控卷繞成形過程研究17-27
• 2.1 數(shù)控卷簧機結(jié)構(gòu)及工作原理17-19
• 2.1.1 數(shù)控卷簧機的結(jié)構(gòu)特點17-18
• 2.1.2 數(shù)控卷簧機的工作原理18-19
• 2.2 彈簧空間彎曲成形數(shù)學(xué)模型的建立19-22
• 2.2.1 空間曲線幾何成形分析19-21
• 2.2.2 螺旋彈簧幾何成形參數(shù)分析21-22
• 2.3 彈簧成形過程中鋼絲牽引力動態(tài)控制22-24
• 2.4 彈簧成形過程中滾輪壓入量動態(tài)控制24-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 彈簧數(shù)控卷繞成形數(shù)值模擬關(guān)鍵技術(shù)研究27-45
• 3.1 彈塑性成形過程有限元模擬理論27-30
• 3.1.1 彈塑性變形基本理論27-29
• 3.1.2 非線性有限元求解方法29-30
• 3.2 顯式和隱式有限元分析30-34
• 3.2.1 顯式動態(tài)有限元分析法30-32
• 3.2.2 動態(tài)有限元分析步驟32-33
• 3.2.3 隱式靜態(tài)回彈模擬方法33-34
• 3.2.4 回彈補償計算方法34
• 3.3 有限元計算模型的建立34-37
• 3.3.1 分析步確定35-36
• 3.3.2 單元類型及材料屬性設(shè)置36
• 3.3.3 網(wǎng)格劃分36-37
• 3.4 關(guān)鍵問題的處理37-43
• 3.4.1 載荷加載37-40
• 3.4.2 初始條件設(shè)置40
• 3.4.3 接觸定義及施加約束40-43
• 3.4.4 時間步控制43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第4章 彈簧數(shù)控卷繞成形及回彈數(shù)值模擬結(jié)果與分析45-56
• 4.1 不同旋繞比條件下數(shù)值模擬結(jié)果與分析45-50
• 4.1.1 不同鋼絲直徑時的結(jié)果與分析45-49
• 4.1.2 不同簧圈直徑時的結(jié)果與分析49-50
• 4.2 不同彈簧節(jié)距條件下數(shù)值模擬結(jié)果與分析50-53
• 4.3 不同滾輪壓力條件下數(shù)值模擬結(jié)果與分析53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第5章 彈簧數(shù)控卷繞成形系統(tǒng)改進(jìn)及試驗研究56-68
• 5.1 引言56
• 5.2 數(shù)控卷簧機控制系統(tǒng)改進(jìn)56-59
• 5.2.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計56-57
• 5.2.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計57-59
• 5.3 試驗結(jié)果與分析59-66
• 5.3.1 旋繞比對彈簧回彈量的影響60-63
• 5.3.2 彈簧節(jié)距對彈簧回彈量的影響63-65
• 5.3.3 滾輪壓力對彈簧回彈量的影響65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-68
• 第6章 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 結(jié)論68-69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果76

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 陸璐;王輔忠;王照旭;;板料成形數(shù)值模擬有限元求解算法[J];材料導(dǎo)報;2011年03期

2 ;OPTIMIZATION OF SHEET METAL FORMING PROCESSES USING FINITE ELEMENT SIMULATIONS[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2000年02期

3 谷瑞杰,楊合,詹梅,李恒,張旭光;彎曲成形回彈研究進(jìn)展[J];機械科學(xué)與技術(shù);2005年06期

4 黃曉忠;陳R際，

本文編號：708867