筒形件强力旋压过程的有限元数值模拟

发布时间：2017-04-12 08:07

  本文关键词：筒形件强力旋压过程的有限元数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 现代旋压技术是广泛应用于航空、航天、军工等金属精密加工技术领域的一种先进塑性成形工艺，强力旋压作为旋压技术的一个重要组成部分，它在制造精度高、长径比大的薄壁筒形零件加工中，显出了独特的优越性，已成为成形小批量、多品种回转型薄壁壳体零件的重要加工方法。长期以来对强力旋压过程的研究还是建立在试验的基础上，对强力旋压的过程控制还依赖于经验值，对于强力旋压过程中缺陷产生的原因也不能很好地解释。为了系统地研究强力旋压的成形规律，本文采用计算机数值模拟的方法对其进行了研究，主要研究成果和新见解如下： 针对强力旋压的过程和电接触原理相似这一特点，提出了一种新的强力旋压加热方式和其实现原理，并建立了相关的理论分析模型。此加热方法相对于其它方法，具有加热迅速和集中等特点，能节约能源和减少环境的污染。 通过对强力旋压过程的分析，有效地处理了旋轮加载和边界约束等条件，分别采用solid单元和shell单元对坯料和芯模、旋轮进行了模型的离散化，建立了符合实际的三维有限元模型。 用弹塑性有限元法对强力旋压过程进行了模拟，获得了强力旋压稳定状态下应力应变的分布规律，解释了强力旋压的变形机理和隆起、扩径、缩径、母线偏转等缺陷产生的原因。 对不同工艺参数下的强力旋压过程进行了模拟，，获得了成形角、减薄率、进给比等工艺参数对等效应力和旋压力的影响规律，为旋压工艺参数的选择和优化提供了依据。 对带加强筋的筒形件强力旋压过程进行了模拟，得到其应力应力的分布规律，通过和不带加强筋的筒形件强力旋压过程的比较，结果表明其应力应变分布规律相似，变形机理相同。
【关键词】：强力旋压 旋压力 弹塑性有限元 数值模拟 工艺参数
【学位授予单位】：西北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TG376
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 引言10-11
• 1.2 旋压的定义和分类11-14
• 1.3 强力旋压的变形特点14-15
• 1.4 旋压技术的研究与发展15-18
• 1.4.1 旋压技术的发展概况15-17
• 1.4.2 旋压技术的理论研究17-18
• 1.5 旋压的加热方式18-19
• 1.6 有限元数值模拟技术的发展19-21
• 1.7 有限元数值模拟技术在旋压成形中的应用21-22
• 1.8 研究目的和意义22-23
• 1.9 主要研究内容及新见解23-24
• 第2章 电接触热源强力旋压成形技术24-35
• 2.1 引言24-25
• 2.2 电接触加热简介25-34
• 2.2.1 接触电阻的形成25-28
• 2.2.2 影响接触电阻的因素28-30
• 2.2.3 电接触加热能量计算模型30-34
• 2.2.3.1 强力旋压接触面积计算30-31
• 2.2.3.2 电接触加热能量计算模型31-34
• 2.3 电接触热源强力旋压成形原理34
• 2.4 本章小结34-35
• 第3章 强力旋压过程的有限元模拟基础35-43
• 3.1 引言35
• 3.2 虚功方程35-36
• 3.3 增量方程36
• 3.4 弹塑性本构方程36-38
• 3.5 有限元求解方程38-40
• 3.6 等参单元形状函数40-42
• 3.7 本章小结42-43
• 第4章 筒形件强力旋压过程的有限元数值模拟43-72
• 4.1 引言43
• 4.2 筒形件强力旋压时旋压力的理论计算43-45
• 4.3 有限元法求解的一般步骤45-47
• 4.4 筒形件的强力旋压三维有限元力学模型47-51
• 4.4.1 结构离散化47-48
• 4.4.2 边界条件与接触的处理48-49
• 4.4.3 载荷施加方式的确定49-51
• 4.5 旋压方式和工艺参数的选择51-55
• 4.5.1 旋压方式的选取51
• 4.5.2 工艺参数的选择51-55
• 4.6 应力应变计算结果与讨论55-62
• 4.6.1 应力应变分布规律55-58
• 4.6.2 应力应变沿径向、切向和轴向的分布规律(反旋)58-62
• 4.7 工艺参数对等效应力、旋压力的影响62-68
• 4.7.1 成形角对等效应力、旋压力的影响63-64
• 4.7.2 减薄率对等效应力、旋压力的影响64-65
• 4.7.3 进给率对等效应力、旋压力的影响65-66
• 4.7.4 坯料厚度对等效应力、旋压力的影响66
• 4.7.5 旋压温度对等效应力、旋压力的影响66-68
• 4.8 带加强筋的筒形件强力旋压模拟结果分析68-71
• 4.9 本章小结71-72
• 结论72-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文78-79
• 致谢79-80
• 知识产权和独创性声明80

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 赵琳瑜;韩冬;张立武;李增辉;王北平;杨延涛;龚军善;;旋压成形技术和设备的典型应用与发展[J];锻压技术;2007年06期

2 葛丹丹;金峰;樊文欣;;筒形件强力旋压有限元数值模拟技术的研究[J];热加工工艺;2011年11期

3 葛丹丹;樊文欣;;基于Simufact的柴油机连杆衬套强力旋压成形分析[J];热加工工艺;2011年15期

4 王哲;李新和;刘舜尧;何霞辉;;超声振动对材料流变行为的影响机制[J];塑性工程学报;2012年02期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨洁;筒形件加张力反旋成形的数值模拟[D];中北大学;2011年

2 胡文骏;薄壁曲母线形件旋压成形的数值模拟及工艺研究[D];湘潭大学;2011年

3 王春晓;基于平面压缩模型的TA15钛合金热旋组织性能预测[D];哈尔滨工业大学;2011年

4 郝继东;变薄旋压工艺数值模拟及实验分析[D];山东科技大学;2011年

5 葛丹丹;连杆衬套强力旋压有限元数值模拟及工艺参数研究[D];中北大学;2012年

6 刘粉妮;筒形变薄旋压加工有限元分析[D];四川大学;2006年

7 张剑;基于知识和神经网络的筒形件强力旋压工艺计算机辅助设计系统研究[D];上海交通大学;2007年

8 金莉;断续加载面内弯曲有限元模拟研究[D];西安理工大学;2007年

9 滕焕波;AZ31镁合金筒形件旋压技术研究[D];中北大学;2007年

10 邓建懂;变径薄壁件粘性介质外压缩径的试验研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

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本文编号：301060