發(fā)布時(shí)間：2017-09-04 10:40

  本文關(guān)鍵詞：船體外板多點(diǎn)對(duì)壓成形回彈控制模擬研究

  更多相關(guān)文章： 船體外板 多點(diǎn)對(duì)壓成形 數(shù)值模擬 回彈控制

【摘要】：近年來(lái)，船舶制造技術(shù)向數(shù)字化、自動(dòng)化方向發(fā)展，但是在加工船體曲面外板時(shí)，仍然主要采用水火彎板法成形，生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，嚴(yán)重制約了造船業(yè)的快速發(fā)展。多點(diǎn)成形是一種新型的金屬板材柔性加工技術(shù)，應(yīng)用在曲面船體外板成形中，不僅能夠提高船板的成形精度，還可以縮短生產(chǎn)周期，在船舶制造領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。 曲面船板多點(diǎn)成形是在室溫下的對(duì)壓成形，卸載后零件回彈大。而且不同材料、不同厚度、不同幾何形狀的曲面零件回彈各不相同，回彈對(duì)船體曲面外板的成形精度有很大的影響。充分利用多點(diǎn)模具可以快速調(diào)整的特點(diǎn)，根據(jù)卸載后的回彈量調(diào)整多點(diǎn)壓機(jī)上、下模具包絡(luò)面的形狀，可以有效地控制回彈。本文針對(duì)曲面船板多點(diǎn)成形，用有限元方法研究如何計(jì)算回彈補(bǔ)償量，從而減少、甚至消除回彈對(duì)曲面船板成形精度的影響。 首先在三維造型軟件中建立適用于任意船板形狀的多點(diǎn)上下基本體群模型，使用有限元方法模擬船板多點(diǎn)對(duì)壓成形和卸載回彈過(guò)程。并對(duì)比分析了使用固定曲率沖頭和擺動(dòng)沖頭的多點(diǎn)對(duì)壓成形的成形效果，結(jié)果表明擺動(dòng)沖頭能有效的消除船板表面壓痕缺陷，使船板表面受力更均勻。 對(duì)于單曲率曲面件，沿著曲率變化方向?qū)⒈碚髑婕螤畹那�離散，離散點(diǎn)之間的弧為離散微元，根據(jù)應(yīng)力、應(yīng)變、板厚、彈性模量、目標(biāo)曲率等參數(shù)，推導(dǎo)了回彈前后曲率關(guān)系的計(jì)算公式，將目標(biāo)曲面離散微元的曲率作為回彈后曲率，根據(jù)此計(jì)算公式求出離散微元回彈前曲率。采用曲線插值法求出回彈前離散點(diǎn)的坐標(biāo)值，使用非均勻有理B樣條法把離散點(diǎn)擬合成連續(xù)的曲線，利用此曲線生成多點(diǎn)模具成形包絡(luò)面，使用數(shù)值模擬方法驗(yàn)證該方法的有效性。對(duì)于三維形狀的曲面件，使用點(diǎn)云來(lái)表征曲面件的形狀，將目標(biāo)曲面作為成形包絡(luò)面，進(jìn)行多點(diǎn)對(duì)壓、卸載回彈的數(shù)值模擬，得到表征成形后曲面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，結(jié)合連線修正法和法向修正法，提出一種多點(diǎn)包絡(luò)面修正法，利用此方法對(duì)目標(biāo)曲面點(diǎn)云數(shù)據(jù)和成形后曲面點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，，得到多點(diǎn)成形包絡(luò)面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，即為多點(diǎn)對(duì)壓成形的成形包絡(luò)面，使用數(shù)值模擬方法驗(yàn)證該方法的有效性。將多點(diǎn)包絡(luò)面修正法應(yīng)用到回彈閉環(huán)修正中，根據(jù)拉格朗日插值原理，通過(guò)n次拉格朗日插值公式求出修正因子，修正因子與多點(diǎn)包絡(luò)面修正法中的補(bǔ)償距離相乘，求出多點(diǎn)對(duì)壓成形的成形包絡(luò)面，利用此包絡(luò)面進(jìn)行多點(diǎn)對(duì)壓成形，使用數(shù)值模擬方法驗(yàn)證了以上方法的有效性，為提高船板多點(diǎn)成形質(zhì)量提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：船體外板 多點(diǎn)對(duì)壓成形 數(shù)值模擬 回彈控制
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(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4-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 引言12
• 1.2 船體曲面外板成形方法簡(jiǎn)述12-15
• 1.2.1 船體曲面外板常用成形方法12-14
• 1.2.2 船體外板多點(diǎn)成形14-15
• 1.3 板材成形回彈研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 板材成形回彈數(shù)值模擬的發(fā)展15-16
• 1.3.2 板材成形控制回彈的方法16-17
• 1.3.3 多點(diǎn)對(duì)壓成形回彈研究現(xiàn)狀17
• 1.4 選題意義及研究?jī)?nèi)容17-20
• 第二章 多點(diǎn)對(duì)壓成形及回彈數(shù)值模擬研究20-38
• 2.1 引言20
• 2.2 船體外板多點(diǎn)對(duì)壓成形工藝特點(diǎn)20-21
• 2.3 多點(diǎn)對(duì)壓過(guò)程建模及結(jié)果分析21-30
• 2.3.1 擺動(dòng)沖頭模型的建立21-24
• 2.3.2 多點(diǎn)對(duì)壓有限元模型的建立24-26
• 2.3.3 模擬結(jié)果的分析26-30
• 2.4 回彈模擬及分析30-33
• 2.4.1 回彈過(guò)程有限元模型的建立30-31
• 2.4.2 回彈的表現(xiàn)形式31-32
• 2.4.3 模擬結(jié)果的分析32-33
• 2.5 船板回彈的影響因素33-37
• 2.5.1 船板力學(xué)性能對(duì)回彈的影響33-35
• 2.5.2 船板厚度對(duì)回彈的影響35-36
• 2.5.3 成形半徑對(duì)回彈的影響36-37
• 2.6 本章小結(jié)37-38
• 第三章 單曲率曲面船板的回彈控制研究38-52
• 3.1 引言38
• 3.2 單曲率船體外板曲面回彈控制的研究38-48
• 3.2.1 板材彎曲基本假設(shè)38-40
• 3.2.2 彎矩—曲率建模40-43
• 3.2.3 離散點(diǎn)重構(gòu)計(jì)算43-45
• 3.2.4 非均勻有理 B 樣條法擬合曲線原理45-46
• 3.2.5 基于曲率的回彈控制多點(diǎn)包絡(luò)面求解46-48
• 3.3 計(jì)算實(shí)例48-50
• 3.4 小結(jié)50-52
• 第四章 雙曲率曲面船板的回彈控制研究52-70
• 4.1 引言52
• 4.2 模面幾何修正方法52-57
• 4.2.1 幾何節(jié)點(diǎn)位移修正法52-53
• 4.2.2 模面修正變形函數(shù)法53-55
• 4.2.3 現(xiàn)有模面修正方法存在的問(wèn)題55-57
• 4.3 多點(diǎn)包絡(luò)面幾何修正方向的研究57-63
• 4.3.1 幾何修正方向分析57-59
• 4.3.2 曲面節(jié)點(diǎn)的獲取和處理59
• 4.3.3 三種修正方法的研究59-62
• 4.3.4 多點(diǎn)包絡(luò)面修正法的研究62-63
• 4.4 計(jì)算實(shí)例63-68
• 4.5 小結(jié)68-70
• 第五章 多點(diǎn)包絡(luò)面修正法在回彈閉環(huán)修正中的應(yīng)用70-82
• 5.1 引言70
• 5.2 多點(diǎn)閉環(huán)成形原理70-71
• 5.3 多點(diǎn)包絡(luò)面修正法在回彈閉環(huán)修正中的應(yīng)用71-77
• 5.3.1 多點(diǎn)包絡(luò)面修正法在回彈閉環(huán)修正中的應(yīng)用原理71-72
• 5.3.2 補(bǔ)償因子的確定72-77
• 5.4 計(jì)算實(shí)例77-79
• 5.5 小結(jié)79-82
• 第六章 結(jié)論82-84
• 參考文獻(xiàn)84-90
• 攻讀碩士期間取得的成果90-92
• 致謝92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：791048