本文關(guān)鍵詞：金屬板料漸進(jìn)成形數(shù)值模擬與成形規(guī)律研究

  更多相關(guān)文章： 漸進(jìn)成形 成形機(jī)理 數(shù)值模擬 多道次 成形規(guī)律

【摘要】：金屬板料制件廣泛地應(yīng)用于各個(gè)行業(yè),傳統(tǒng)的板料成形工藝需要制造模具,導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)、單件制造成本高。金屬板料漸進(jìn)成形技術(shù)是一種新型的板料無模成形技術(shù),該技術(shù)具有工藝柔性高、加工成本低、制作周期短等特點(diǎn),特別適用于加工多樣化、小批量和定制產(chǎn)品零件,因此,具有廣闊的應(yīng)用前景。在漸進(jìn)成形中,工藝參數(shù)選擇與成形軌跡設(shè)計(jì)是成形出合格零件的關(guān)鍵,多道次成形則是解決大角度零件成形的一種關(guān)鍵技術(shù),本文主要針對(duì)工藝參數(shù)與成形軌跡對(duì)漸進(jìn)成形性能的影響,及多道次下材料變形規(guī)律問題進(jìn)行研究,主要研究工作如下:(1)根據(jù)彈塑性力學(xué)理論,對(duì)漸進(jìn)成形零件壁厚變化規(guī)律及成形過程中的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)進(jìn)行分析,并探討了漸進(jìn)成形控制原則。(2)基于ANSYS/LS-DYNA有限元軟件,以圓錐臺(tái)、方錐臺(tái)和橢球面件三種不同特征零件為例,建立了金屬板料漸進(jìn)成形過程的有限元模型,然后分別進(jìn)行了模擬分析,證實(shí)了漸進(jìn)成形中應(yīng)變狀態(tài)主要為平面應(yīng)變,并對(duì)模擬制件進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)加工,通過比較模擬與實(shí)驗(yàn)制件壁厚和截面精度,驗(yàn)證了模擬結(jié)果的正確性。(3)基于前述有限元模型,通過改變層進(jìn)給量、工具頭直徑及軌跡走刀方式,研究了工藝參數(shù)與成形軌跡對(duì)漸進(jìn)成形性能的影響。仿真結(jié)果顯示:減小層進(jìn)給量,可相應(yīng)減小成形零件的最大減薄率,而增大工具頭直徑,可在一定程度上減緩局部應(yīng)力集中,采用順逆交替的走刀方式,可改善壁厚均勻性,且能有效控制零件的扭曲變形。(4)針對(duì)多道次漸進(jìn)成形中材料變形規(guī)律問題進(jìn)行了數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究,分析了材料的徑向流動(dòng)、應(yīng)變及零件壁厚變化等規(guī)律。研究表明:多道次漸進(jìn)成形中材料產(chǎn)生明顯的徑向流動(dòng),且第二主應(yīng)變十分明顯,均隨著成形道次數(shù)目的增多而增大;另外,隨著道次增多,最小壁厚增大,壁厚均勻程度提高,且間隔角度的設(shè)計(jì)對(duì)壁厚均勻性的影響增大。
【關(guān)鍵詞】：漸進(jìn)成形 成形機(jī)理 數(shù)值模擬 多道次 成形規(guī)律
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG306
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 引言11-12
• 1.2 板料漸進(jìn)成形技術(shù)簡(jiǎn)介12-15
• 1.2.1 漸進(jìn)成形技術(shù)原理12
• 1.2.2 漸進(jìn)成形技術(shù)分類12-14
• 1.2.3 漸進(jìn)成形技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)14-15
• 1.3 板料漸進(jìn)成形國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-23
• 1.3.1 漸進(jìn)成形機(jī)理研究15-16
• 1.3.2 工藝規(guī)劃與軌跡優(yōu)化16-18
• 1.3.3 漸進(jìn)成形精度研究18-19
• 1.3.4 漸進(jìn)成形數(shù)值模擬研究19-20
• 1.3.5 漸進(jìn)成形專用設(shè)備開發(fā)20-21
• 1.3.6 漸進(jìn)成形技術(shù)應(yīng)用21-23
• 1.4 課題來源與研究?jī)?nèi)容23-24
• 1.4.1 課題來源23
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容23-24
• 1.5 本章小結(jié)24-25
• 第2章 板料漸進(jìn)成形機(jī)理分析25-35
• 2.1 引言25
• 2.2 金屬塑性變形力學(xué)基礎(chǔ)25-26
• 2.3 板料漸進(jìn)成形過程應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)26-31
• 2.3.1 已變形區(qū)域27
• 2.3.2 接觸變形區(qū)域27-31
• 2.3.3 未變形區(qū)域31
• 2.4 板料漸進(jìn)成形厚度變化規(guī)律31-32
• 2.5 板料漸進(jìn)成形控制原則32-33
• 2.5.1 變形均勻化原則32-33
• 2.5.2 壓應(yīng)力最小原則33
• 2.6 本章小結(jié)33-35
• 第3章 板料漸進(jìn)成形有限元模型的建立35-49
• 3.1 引言35
• 3.2 數(shù)值模擬軟件介紹35-36
• 3.3 有限元模型建立36-41
• 3.3.1 單元選擇36-37
• 3.3.2 材料模型37-39
• 3.3.3 網(wǎng)格劃分39
• 3.3.4 接觸與摩擦處理39-40
• 3.3.5 約束定義40-41
• 3.3.6 成形軌跡的加載41
• 3.4 漸進(jìn)成形軌跡快速生成41-47
• 3.4.1 方錐臺(tái)與圓錐臺(tái)42-44
• 3.4.2 橢球面件44-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第4章 板料漸進(jìn)成形數(shù)值模擬分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證49-65
• 4.1 引言49
• 4.2 目標(biāo)零件與材料49-50
• 4.3 成形過程模擬分析50-51
• 4.4 不同特征零件漸進(jìn)成形模擬結(jié)果分析與比較51-57
• 4.4.1 應(yīng)變狀態(tài)51-53
• 4.4.2 應(yīng)力狀態(tài)53-55
• 4.4.3 厚度分布55-56
• 4.4.4 成形精度56-57
• 4.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證57-64
• 4.5.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備57-58
• 4.5.2 加工代碼生成58-60
• 4.5.3 數(shù)據(jù)獲取方法60-61
• 4.5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析61-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 第5章 工藝參數(shù)與走刀方式對(duì)漸進(jìn)成形性能的影響研究65-73
• 5.1 引言65
• 5.2 工藝參數(shù)對(duì)漸進(jìn)成形性能的影響65-69
• 5.2.1 對(duì)等效塑性應(yīng)變的影響66-67
• 5.2.2 對(duì)等效塑性應(yīng)力的影響67-68
• 5.2.3 對(duì)最大減薄率的影響68-69
• 5.2.4 對(duì)成形精度的影響69
• 5.3 走刀方式對(duì)漸進(jìn)成形性能的影響69-71
• 5.4 本章小結(jié)71-73
• 第6章 多道次漸進(jìn)成形變形規(guī)律研究73-89
• 6.1 引言73
• 6.2 多道次漸進(jìn)成形有限元模型73-75
• 6.3 四道次漸進(jìn)成形變形規(guī)律模擬分析75-80
• 6.3.1 節(jié)點(diǎn)流動(dòng)分析76-77
• 6.3.2 應(yīng)變狀態(tài)分析77-79
• 6.3.3 板料厚度分析79-80
• 6.4 加工道次設(shè)計(jì)對(duì)材料變形規(guī)律影響分析80-83
• 6.4.1 加工道次設(shè)計(jì)方案80-81
• 6.4.2 模擬結(jié)果分析81-83
• 6.5 多道次漸進(jìn)成形實(shí)驗(yàn)83-87
• 6.5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)83-84
• 6.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析84-87
• 6.6 本章小結(jié)87-89
• 第7章 總結(jié)與展望89-91
• 7.1 全文總結(jié)89-90
• 7.2 研究展望90-91
• 參考文獻(xiàn)91-97
• 致謝97-99
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果99

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