本文關(guān)鍵詞：Φ3~Φ5mm薄壁細(xì)管矯直工藝參數(shù)研究及矯直動(dòng)態(tài)仿真分析

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【摘要】：近年來,薄壁細(xì)管材廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、微機(jī)電系統(tǒng)、精密光學(xué)線路、精密電子設(shè)備、航空精密件等領(lǐng)域。隨著各行業(yè)對(duì)機(jī)器精度要求的不斷提高,薄壁細(xì)管的各精度指標(biāo)要求也越來越苛刻,但是薄壁細(xì)管在矯直過程中的矯直理論具有其獨(dú)特的性質(zhì),細(xì)管的矯直難點(diǎn)在于管徑很小壓彎量及壓扁量必然很小,必須通過矯直輥進(jìn)行反復(fù)壓彎來逐步使其矯直;薄壁問題的難點(diǎn)在于,薄壁管材的矯直壓彎涉及到管材的接觸非線性和材料非線性等研究,因此一套合理的適合薄壁細(xì)管的矯直理論與矯直參數(shù)的算法亟待解決。本文基于Matlab數(shù)據(jù)計(jì)算軟件分別計(jì)算了雙曲線輥形、單向反彎輥形及雙向反彎輥形曲線,并設(shè)計(jì)了三種矯直方案即傳統(tǒng)的十輥雙曲線輥系,二四對(duì)輥分別放置單向反彎輥或雙向反彎輥的輥系設(shè)計(jì);并基于有限元軟件ABAQUS建立了三種矯直模型,通過對(duì)比薄壁細(xì)管矯直后的XY方向直線偏差、徑向偏差以及殘余應(yīng)力和矯直力,分析了不同矯直輥系的適用工況。本文以現(xiàn)有的十輥矯直機(jī)為依托,利用有限元軟件ABAQUS建立了薄壁細(xì)管矯直的有限元模型,并分別對(duì)外徑為3mm、3.5mm、4mm、4.5mm及5mm;不同壁厚0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm及0.5mm;不同材質(zhì)304不銹鋼、316L不銹鋼、45鋼及10鋼;不同輥距30mm、35mm、40mm及45mm的薄壁細(xì)管材的矯直過程進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真研究。通過對(duì)薄壁細(xì)管材的后處理分析,計(jì)算出了不同規(guī)格的工件的最佳矯直參數(shù)并進(jìn)行了優(yōu)化,最終推導(dǎo)出適合薄壁細(xì)管的工藝參數(shù)計(jì)算公式,通過與前人所做的工藝參數(shù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了公式的準(zhǔn)確性,為薄壁細(xì)管的矯直提供了參考。最后,基于MATLAB圖形用戶界面編寫了薄壁細(xì)管矯直機(jī)可視化動(dòng)態(tài)仿真VDSS系統(tǒng),通過改變不同的參數(shù)即可實(shí)現(xiàn)輥形和其他工藝參數(shù)的計(jì)算,直觀的反映了矯直過程中參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化。
【關(guān)鍵詞】：薄壁細(xì)管 矯直 雙曲線輥形 反彎輥形 壓彎量 壓扁量 仿真模擬
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG335.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRAC T6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題研究的背景與意義11-12
• 1.2 管材矯直機(jī)的發(fā)展趨勢12-16
• 1.2.1 管材矯直機(jī)的簡介12
• 1.2.2 斜輥矯直機(jī)的簡介12-16
• 1.3 輥形的研究16-17
• 1.4 十輥矯直機(jī)的發(fā)展17-18
• 1.5 壓彎量、壓扁量的研究18
• 1.6 主要研究內(nèi)容18-19
• 1.7 課題的研究意義19-21
• 第2章 矯直的彈塑性理論21-31
• 2.1 矯直過程中的彎曲變形與曲率22-23
• 2.2 矯直過程中的彎矩23-26
• 2.3 矯直原理26-27
• 2.4 管材軸向壓彎矯直分析27-28
• 2.5 十輥矯直機(jī)的橫向壓扁矯直28-29
• 2.6 管材矯直的螺旋接觸機(jī)理29
• 2.7 矯直過程的管壁應(yīng)力29-30
• 2.8 本章小結(jié)30-31
• 第3章 矯直工藝參數(shù)計(jì)算31-48
• 3.1 引言31
• 3.2 輥形設(shè)計(jì)31-45
• 3.2.1 雙曲線輥形算法31-36
• 3.2.2 反彎輥型曲線36-45
• 3.3 輥距45
• 3.4 傾斜角45-46
• 3.5 矯直速度46
• 3.6 矯直力46-47
• 3.7 本章小結(jié)47-48
• 第4章 有限元模型建立及后處理分析48-74
• 4.1 有限元介紹48-49
• 4.2 有限元模型建立49-65
• 4.2.1 Part建模49-50
• 4.2.2 Property(材質(zhì)特性)50-52
• 4.2.3 Assembly裝配模塊52
• 4.2.4 Step分析ki模塊52-53
• 4.2.5 Interaction接觸模塊53-54
• 4.2.6 Load載荷功能模塊54-55
• 4.2.7 Mesh網(wǎng)格劃分模塊55-56
• 4.2.8 Visualization后處理模塊56-65
• 4.3 壓彎，壓扁量擬合公式65-72
• 4.3.1 壁厚因素65-66
• 4.3.2 外徑因素66-68
• 4.3.3 材質(zhì)因素68-69
• 4.3.4 輥距因素69-70
• 4.3.5 公式擬合70-72
• 4.4 本章小結(jié)72-74
• 第5章 輥形對(duì)比及工藝參數(shù)驗(yàn)證74-91
• 5.1 壓扁量公式總結(jié)74-77
• 5.2 壓彎量公式總結(jié)77-79
• 5.3 不同組合工藝參數(shù)對(duì)比79-82
• 5.4 不同輥形曲線矯直效果對(duì)比82-87
• 5.4.1 不同輥形的矯直結(jié)果分析82-86
• 5.4.2 矯直接觸問題86-87
• 5.5 界面控制系統(tǒng)87-90
• 5.5.1 矯直界面控制系統(tǒng)87
• 5.5.2 MATLAB控制系統(tǒng)VDSS界面開發(fā)87
• 5.5.3 控制系統(tǒng)登陸界面設(shè)計(jì)87-89
• 5.5.4 十輥矯直機(jī)輥形界面89
• 5.5.5 矯直工藝計(jì)算界面89-90
• 5.6 本章小結(jié)90-91
• 結(jié)論91-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果96-97
• 致謝97

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本文編號(hào)：932502