检索结果-南通市图书馆

作者：周靖吉林大学

学位级别：硕士

轧环机(又称辗扩机、辗环机或扩孔机)是一种生产环形工件的轧制设备,它主要通过主轧辊使环件产生连续的局部塑性变形,进而实现工件的壁厚减小、直径扩大、最终成形的目的。轧环机的主要部件是主轧辊、芯辊以及信号辊。轧环机工作时,环... 详细信息

轧环机(又称辗扩机、辗环机或扩孔机)是一种生产环形工件的轧制设备,它主要通过主轧辊使环件产生连续的局部塑性变形,进而实现工件的壁厚减小、直径扩大、最终成形的目的。轧环机的主要部件是主轧辊、芯辊以及信号辊。轧环机工作时,环形工件套在芯辊上,主轧辊旋转的同时,在进给装置的作用下向芯辊移动,从而使工件壁厚减小、直径扩大,当工件的尺寸达到信号辊设定的要求时,进给装置便停止进给,完成工件的轧制加工。由上面轧环机的工作原理可知,进给装置的运动精度对工件的成形尺寸有直接的影响。本文采用机械动力学软件ADAMS对进给装置的工作过程进行数值模拟,并联合Simulink控制软件包进行协同仿真,研究了载荷、放大系数、输入信号等对液压伺服进给装置的位置精度的影响。结果表明,当液压伺服控制系统的其它参数保持不变时,随着载荷的增加,系统稳定后的位置偏差向负方向逐渐增大,并且速度逐渐减小,系统达到稳定的时间增长;伺服放大系数影响着系统的位置偏差量,放大系数越大,偏差量越小,系统达到稳定的时间越短,但当放大系数增大到一定程度时,速度开始变得不稳定,呈上下波动状态;输入信号的斜率对液压伺服控制系统的位置精度是没有影响的,但它的大小会影响活塞的速度,即斜率越大,活塞的速度越大,系统达到稳定状态的时间就越短,但是当斜率增大到一定程度时,速度便不再增加。这些结果对环件轧制设备的研究和应用有一定的参考价值和指导意义。

关键词：轧环机液压伺服进给装置协同仿真位置精度

多点成形冲头调形误差对成形件质量影响的研究

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多点成形冲头调形误差对成形件质量影响的研究

作者：樊佳吉林大学

学位级别：硕士

多点成形是利用一系列规则排列的、高度可调的冲头构成的包络面来完成板材成形的,所以冲头调形是否准确,将直接影响成形件的成形质量。理论上每个冲头都应调整到目标位置,使冲头构成成形件的包络面。但是实际调形时,经常受已知和未知的... 详细信息

多点成形是利用一系列规则排列的、高度可调的冲头构成的包络面来完成板材成形的,所以冲头调形是否准确,将直接影响成形件的成形质量。理论上每个冲头都应调整到目标位置,使冲头构成成形件的包络面。但是实际调形时,经常受已知和未知的因素影响,使个别冲头不能移动到目标位置,导致基本体构成的成形面与目标形面有一定误差,影响成形精度,而这些因素又是无法回避的。本文采用有限元法对多点成形过程进行数值模拟研究,通过LS-DYNA非线性有限元软件对冲头的调形误差对成形件质量的影响进行了详细的分析,对多点成形错位成形的压痕以及对位成形与错位成形冲头的受力情况进行了模拟。经分析将冲头的调形误差分为四类,并对其中影响比较大的三类冲头误差的多点成形过程进行了数值模拟,结果表明,第一种和第二种误差情况下成形件Y方向所产生的误差值非常接近,而且两种情况下冲头的调形误差与成形件误差几乎呈线性关系,第三种误差情况下成形件所产生的误差明显小于第一、二种情况所引起的误差。成形的板料越厚,冲头的调形误差对成形件质量影响越小;成形的球形件曲率半径越大,冲头的调形误差对成形件质量影响越大。通过对不同板厚、不同曲率半径的球形件的多点成形过程中对位与错位成形冲头受力情况的模拟,得出冲头的受力曲线;对于同样尺寸、同样材料、同样厚度的板料成形球形件时,双向错位成形冲头所受的最大作用力小于对位成形冲头所受的最大作用力。

关键词：多点成形数值模拟调形误差压痕成形力冲头受力

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薄板柔性压边多点成形过程数值模拟研究

薄板柔性压边多点成形过程数值模拟研究

作者：闫文静吉林大学

学位级别：硕士

金属板料成形技术在制造业中一直占有十分重要的地位，随着板料成形在各个行业的应用愈加成熟，人们对板料制造工艺的要求也进一步提高。然而传统的加工单一品种的刚性生产方式其生产准备的周期较长，费用较高，难以适应多品种小批量生... 详细信息

金属板料成形技术在制造业中一直占有十分重要的地位，随着板料成形在各个行业的应用愈加成熟，人们对板料制造工艺的要求也进一步提高。然而传统的加工单一品种的刚性生产方式其生产准备的周期较长，费用较高，难以适应多品种小批量生产，因此，具有高柔性和高效率的无模成形方式渐渐成为了世界冲压技术及装备发展的主要潮流。同时，大变形量三维曲面件的加工成形得到越来越多人的关注，此类件对加工方法和加工质量的要求也越来越高，因此，具有柔性压边作用的多点成形方式开始运用到日常的生产制造中，该压边方式与传统的刚性压边方式相比较具有巨大的优越性。本文主要对比研究了刚性压边和柔性压边方式下成形件质量差异，通过建立两种压边方式下的有限元模型，对比分析了两种压边方式下起皱和拉裂现象;同时，针对柔性压边多点成形，系统分析了压边力、板料材质、板料厚度和压边圈厚度对成形件质量和压边圈柔性的影响。再次，对比分析了柔性压边方式下施加均匀压边力和非均匀压边力对板料成形质量和压边圈柔性的影响，并讨论了非均匀压边力的最佳施加方案;最后，采用隐式计算方法计算了刚性压边、施加均匀压边力时的柔性压边以及施加非均匀压边力时的柔性压边方式下成形件的回弹量，纵向比较了刚性压边和柔性压边对成形件回弹的影响，横向比较了柔性压边方式下均匀压边力和非均匀压边力对成形件回弹的影响。研究表明，相比刚性压边方式，柔性压边方式可以更好的避免起皱和拉裂现象的发生，有利于成形大变形量三维曲面件;同时，合适的压边力是柔性压边成形的关键因素，在压边力一定的情况下，压边圈的厚度和板料厚度对压边圈柔性有十分重要的影响。通过回弹数值模拟可知，采用柔性压边方式可有效的减小回弹;压边力分布是否均匀对回弹的影响不大，然而采用非均匀压边力分布方式时，成形件回弹后的应力释放较为彻底，应力分布也更为均匀。

关键词：柔性压边均匀压边力非均匀压边力回弹数值模拟

铝合金大变形曲面件多道次设计及其多点成形模拟研究

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铝合金大变形曲面件多道次设计及其多点成形模拟研究

作者：张忠峰吉林大学

学位级别：硕士

金属的板材成形在航天、汽车、船舶制造领域有着广泛的应用。三维曲面零件的成形主要是依赖整体模具冲压完成,伴随着产品发展转向多样化和小批量生产,整体模具的设计周期长、制造成本高、通用性差的缺点日益凸显,针对此问题,多点成形工... 详细信息

金属的板材成形在航天、汽车、船舶制造领域有着广泛的应用。三维曲面零件的成形主要是依赖整体模具冲压完成,伴随着产品发展转向多样化和小批量生产,整体模具的设计周期长、制造成本高、通用性差的缺点日益凸显,针对此问题,多点成形工艺优势明显。多点成形运用离散化思维使用相互独立、高度可调的基本体冲头点阵替代整体模具,在计算机系统的控制下调整冲头高度,得到由冲头包络面组成的成形面。与传统的整体模具相比,多点成形设备成形面可调,通用性好,节省了大量的时间和物质成本,目前已经应用到多个工程领域。本文对比了薄板成形常用的整体模具冲压成形和多点成形方法,分析了两种成形方法应用的范围和各自的优势。基于金属材料的塑性成形理论和有限元理论,建立了板料多点成形有限元分析模型,包括几何模型建立、材料模型选取、边界条件的设定、单元类型的选择和网格的划分,阐述了回弹计算方法和多道次多点成形的建模方法。本文以大变形双曲构件为研究对象,针对其回弹严重、成形困难的问题,给予回弹补偿并应用多道次成形工艺。对目标零件进行一、二、三、四道次多点成形数值模拟,对比零件在不同成形路径下多道次多点成形的质量和精度,找到目标零件的最佳成形路径。详细分析了四道次成形零件的成形质量和回弹规律,通过实验验证了四道次成形能够有效抑制起皱、回弹,获得成形质量较高的双曲曲率曲面构件。以大变形双曲构件为研究对象,设计了三条四道次多点成形路径,成形路径依次符合dy/dx=0、dy/dx>0、dy/dx<0的三种成形路径函数分别是线性函数、指数函数、对数函数。通过有限元数值模拟对双曲构件沿三条路径的多道次多点成形过程进行了仿真,分析了三条路径成形曲面零件的质量和精度,结果表明:对数路径成形零件的成形质量最好,应力分布最均匀,回弹得到了良好的控制,成形精度高。

关键词：多点成形多道次成形数值模拟双曲率变曲率成形路径

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某车型汽车顶盖冲压成形与抗外压能力的研究

某车型汽车顶盖冲压成形与抗外压能力的研究

作者：杨雁文吉林大学

学位级别：硕士

随着全球科技快速发展,汽车工业已经成为许多国家认定的国民经济产业支柱,随之也刺激了各个车辆企业之间的竞争。如何提高新款车型的零件质量,尽可能的缩短研究与生产周期,成为在众多同类竞争者中取得优势的关键。大量研究表明,有限元... 详细信息

随着全球科技快速发展,汽车工业已经成为许多国家认定的国民经济产业支柱,随之也刺激了各个车辆企业之间的竞争。如何提高新款车型的零件质量,尽可能的缩短研究与生产周期,成为在众多同类竞争者中取得优势的关键。大量研究表明,有限元技术的发展与应用为汽车制造行业提供了更加便捷的途径。在汽车覆盖件的生产过程中应用有限元数值模拟技术,能大大减少生产产品过程中修改模具次数,生产周期得到缩短,人力物力成本降低。此外,有限元技术可以预测汽车覆盖件的缺陷,节省研发人员的时间精力,并为其提供优化的依据,使零件品质提高。覆盖件多由复杂自由曲面组成,其成形过程是一个复杂的变形过程,受到各种工艺因素的影响,在冲压生产中,常常出现一些表面缺陷,如凹陷、破裂等。一旦出现缺陷,就要耗费大量时间返修。传统试模方法效率较低,在生产前对覆盖件进行成形过程仿真计算分析,预测可能发生缺陷并得到最佳工艺参数,对于生产成本的节省尤为重要。本文首先对数值模拟技术应用于汽车覆盖件的研究进展进行了介绍,阐述了覆盖件成形与其抗外压能力的相关原理与数值计算的有限元理论,简单介绍了应用的有限元分析软件。并以某车型汽车顶盖件为例,利用三维造型软件建立了冲压模具的三维模型,并建立了汽车顶盖件冲压成形的仿真模型,讨论了成形过程所涉及的几何模型、材料模型、接触与摩擦类型、边界条件、单元类型与网格划分等条件。并采用了考虑冲压回程部分的分析方法来模拟回弹过程,为覆盖件成形分析做前期准备。其次,对汽车顶盖件的成形参数进行了研究,以选取网格大小与划分方式、压边力、摩擦系数作为试验因素,以零件最大变薄率与应力应变作为考察对象,对覆盖件的成形质量进行分析。结果表明:合适的网格大小与划分方式能够在获得准确结果的基础上节省时间成本,顶盖件的最佳网格划分方式为整体划分3mm网格;压边力采用0.8MPa时,成形结果最为理想;摩擦系数采用0.1时能够获得较好质量的零件。最后,在得到覆盖件冲压成形最佳参数基础之上,研究了覆盖件的抗外压能力。简要介绍了影响覆盖件抗外压能力的影响因素。在原有冲压模型的基础上,增加预拉伸仿真模型,将原有板材进行不同程度预拉伸。并构建顶盖件抗外压能力测试模型,使用相同的压力对采用不同预拉伸程度成形的顶盖件进行测试。对符合质量要求的顶盖件进行抗外压能力测试仿真分析,得到不同预拉伸量的成形顶盖件受压下陷量。以顶盖件的受压下陷位移作为零件抗外压能力依据,以此研究板料预拉伸量对零件抗外压能力的影响规律,研究表明:在0%-2.5%的拉伸范围内,顶盖件的抗外压能力随拉伸量的增加呈先升高,后下降的趋势。确定了所研究顶盖件的最佳预拉伸量:在板材长度方向上拉伸2%时,顶盖件抗外压能力提升最佳。

关键词：汽车顶盖件冲压成形数值模拟抗外压能力工艺优化

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中厚板多点成形数值模拟

中厚板多点成形数值模拟

作者：麻桂艳吉林大学

学位级别：硕士

多点成形是利用规则排列的、高度可调的基本体群形成包络的工具曲面进行成形,它是一种将柔性制造技术和计算机技术结合为一体的先进技术,该技术在板类件三维曲面成形领域有着广泛的应用前景。中厚板类件及大型板类件被广泛地应用于汽... 详细信息

多点成形是利用规则排列的、高度可调的基本体群形成包络的工具曲面进行成形,它是一种将柔性制造技术和计算机技术结合为一体的先进技术,该技术在板类件三维曲面成形领域有着广泛的应用前景。中厚板类件及大型板类件被广泛地应用于汽车、船舶、航空航天等国民经济的支柱产业部门。由于多点成形具有柔性的特点,因而可以完成各种厚度的板材的成形及大型板材的分段成形。当成形中厚板时,压痕、起皱和回弹是其主要的成形缺陷。大型件分段多点成形时过渡区的合理设计对成形件的质量产生直接的影响。本文采用有限元法对中厚板的一次成形及分段成形进行了模拟。一次成形时,对不同厚度和不同目标形状的球形件及马鞍形件进行模拟,研究压痕的分布及影响因素,结果表明,球形件的压痕主要集中在成形件的中部,马鞍件的压痕主要集中在成形件的边缘,且压痕随板厚的增加和目标曲率半径的增加而减少。对不同厚度和不同目标形状的圆柱形件及球形件进行模拟,研究回弹的影响因素,结果表明,回弹随板厚的增加和目标曲率半径的减小而减小。分段成形时,过渡区的合理设计是分段成形的关键,采用非均匀有理B样条设计过渡区的成形面,通过数值模拟研究了过渡区的宽度及虚拟成形速度对模拟结果的影响,同时分析了分段成形的等效应力及回弹分布情况,得出,在合理设计过渡区的情况下,分段成形件的质量要好于一次成形件的质量。

关键词：中厚板多点成形分段成形数值模拟压痕回弹

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单点渐进成形过程中成形缺陷的数值模拟研究

单点渐进成形过程中成形缺陷的数值模拟研究

作者：曹鋆汇吉林大学

学位级别：硕士

单点渐进成形是一种用于金属板类零件加工的柔性成形技术,通过数控机床控制成形工具沿特定的成形轨迹运动,逐点、逐层对板料进行加工,从而完成整个零件的成形。单点渐进成形过程实质上是板料的连续局部塑性成形。单点渐进成形技术适用... 详细信息

单点渐进成形是一种用于金属板类零件加工的柔性成形技术,通过数控机床控制成形工具沿特定的成形轨迹运动,逐点、逐层对板料进行加工,从而完成整个零件的成形。单点渐进成形过程实质上是板料的连续局部塑性成形。单点渐进成形技术适用于航天工业、汽车工业以及民用产品中小批量板类零件的生产制造,是目前板料柔性成形领域的研究热点之一,有着十分广阔的发展前景。任何成形方式都有不可避免的缺陷,单点渐进成形技术也不例外,为了使单点渐进成形技术能够更广泛的应用于实际生产,对其常见的缺陷进行研究和预测是十分必要的。在模拟软件ANSYS/LS-DYNA中建立有限元模型,通过模拟分析了零件成形倾角、成形轨迹层间距、成形工具头大小、成形方式、成形路径等因素对板料可成形性以及零件尺寸精度的影响,为实际生产提供参考。通过模拟分析得出以下结论:采用螺旋形轨迹可以提高板料的可成形性,减小成形轨迹的层间距可以提高板料的可成形性,减小成形轨迹的层间距可以提高零件的成形质量;增大成形工具头半径可以提高板料的可成形性,随着成形工具头半径的减小,零件的尺寸精度逐渐提高;多道次成形方式可以有效提高板料的可成形性以及零件的尺寸精度,下支撑装置可以提高板料的可成形性,并可以大幅度提高零件的尺寸精度。

关键词：单点渐进成形工艺缺陷数值模拟多道次成形尺寸精度下支撑模

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球形件的多道次和分段多点成形数值模拟

球形件的多道次和分段多点成形数值模拟

作者：郝瑞霞吉林大学

学位级别：硕士

多点成形是将柔性制造技术和计算机技术结合为一体的先进技术,该技术利用多点成形设备的柔性特点,一台设备就可以实现不同形状的三维曲面零件的成形,实现了快速、数字化制造。由于这种柔性的特点,可以方便实现板材的多道次成形和大型板... 详细信息

多点成形是将柔性制造技术和计算机技术结合为一体的先进技术,该技术利用多点成形设备的柔性特点,一台设备就可以实现不同形状的三维曲面零件的成形,实现了快速、数字化制造。由于这种柔性的特点,可以方便实现板材的多道次成形和大型板材的分段成形。当零件的变形量要求超过了板材的成形能力时,采用多道次成形可以有效地改善板材的成形性能,提高成形质量;大型板材冲压加工技术被广泛地应用于汽车、船舶、航空航天等国民经济的支柱产业部门。多点成形具有柔性成形的特点,可以在同一设备上完成多道次以及分段成形。本文采用有限元方法对多道次多点成形和分段多点成形进行数值模拟,多道次多点成形和分段多点成形属于多工步的成形,对这两种成形过程的数值模拟属于多工步数值模拟。研究了在多道次多点成形中弹性垫厚度和增量值对提高板材成形性能的影响,随着弹性垫厚度的增加,对压痕的抑制效果越明显,增量越小,成形能力越高;还研究了不同工艺参数对多道次成形的路径的影响,随着板材厚度的增加,所需要的成形道次在减少,每一道次的增量在加大;成形同一目标形状,屈强比较小的薄板料所需要的道次较少,增量较大。研究了分段多点成形,着重对分段成形的过渡区设计进行了研究,提出了采用CATIA三维造型软件非均匀B样条曲面(NURBS)设计过渡区的成形面,利用有限数值模拟研究了影响过渡区设计的因素,主要影响因素有板材厚度和材料性质等,薄板比厚板的过渡区较平滑,且变形向远处传递比较均匀;屈服强度较小的材料分段成形的过渡区亦较长,过渡区变形较平缓。屈服强度较高的材料过渡区变形剧烈,过渡区面积较小。上述研究结果可以为多点成形的多道次成形和分段成形工艺提供重要的理论依据。

关键词：多点成形多道次成形分段成形数值模拟

曲面件柔性轧制成形过程数值模拟及工艺参数优化设计

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曲面件柔性轧制成形过程数值模拟及工艺参数优化设计

作者：王妤吉林大学

学位级别：硕士

柔性轧制成形是一种曲面件连续成形新工艺,是将多点调形方法与轧制技术有机结合,依靠上、下柔性辊间特殊的辊缝分布和柔性工作辊自身旋转来实现板材的三维塑性变形和连续进给,从而实现三维曲面件无模、连续、高效成形,具有加工成本低、... 详细信息

柔性轧制成形是一种曲面件连续成形新工艺,是将多点调形方法与轧制技术有机结合,依靠上、下柔性辊间特殊的辊缝分布和柔性工作辊自身旋转来实现板材的三维塑性变形和连续进给,从而实现三维曲面件无模、连续、高效成形,具有加工成本低、成形方式灵活、成形范围广等优点,容易满足诸多行业对曲面板类件个性化的需求,特别是在航空航天、舰船、民用工业等领域有着广泛的应用前景。本文对柔性轧制成形工艺进行理论分析,通过数值模拟与实验验证相结合的方法探究柔性轧制成形规律及工艺参数的影响规律,利用正交试验对主要工艺参数进行多因素试验设计,达到优化柔性轧制成形工艺的研究目的。本文的具体研究内容如下:(1)从塑性力学、几何学及板料变形角度分析柔性轧制成形工艺原理,分析两种典型曲面件—凸曲面件及鞍形件的成形特点。结合塑性成形理论,对成形过程进行力学分析,并分析板料纵向弯曲变形情况。基于上、下工作辊只能小挠度弯曲的实际情况,建立辊缝控制函数。(2)建立柔性轧制成形的有限元模型,从横、纵、厚三向对两种典型件进行轮廓分析,得到零件曲面光顺性良好,验证了柔性轧制成形辊缝设计的有效性及有限元模型的正确性。通过数值模拟分析,以成形件横、纵向曲率为研究指标,得到调形半径、最大减薄率以及板厚对鞍形件横、纵向曲率的影响规律。(3)在数值模拟的基础上,进一步对调形半径、最大减薄率及板厚三个主要工艺参数进行正交试验优化设计,采用极差和方差分析方法对试验数据进行分析,得到各工艺参数影响成形结果的主次关系,对比各工艺参数对考察指标影响的显著程度及贡献率,验证影响横、纵向变形因素之间的交互作用,优化得出最优的工艺参数组合。正交试验量化了各工艺参数对成形结果的贡献率,使影响程度更直观。参数对成形件形状影响的研究可以为工作辊形状调节、板形控制等提供理论基础。(4)柔性轧制成形的相关实验研究,对模拟结果进行实验验证。柔性轧制成形凸曲面件及鞍形件两种典型件,分析实验件形状与成形误差分布规律,实验件曲面光顺性良好。通过对比实验,分别研究在不同工艺参数下,零件曲率及成形误差规律,与数值模拟结果一致。通过实验对比验证了最优工艺参数组合下的零件成形误差小,质量良好,说明建立的正交试验优化是可行的。

关键词：柔性轧制三维曲面数值模拟工艺优化正交试验

基于虚拟样机技术的营养块成型机动态特性研究

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基于虚拟样机技术的营养块成型机动态特性研究

作者：陈雪吉林大学

学位级别：硕士

营养块成型机是为了适应农业育苗移栽技术的需要而研制的生产营养块的一种高效设备。由于营养块成型机经常在周期性的间歇旋转运动工况下作业,因此要求营养块成型机要具有良好的适应性和可靠性,这就给营养块成型机的设计提出了严格的要... 详细信息

营养块成型机是为了适应农业育苗移栽技术的需要而研制的生产营养块的一种高效设备。由于营养块成型机经常在周期性的间歇旋转运动工况下作业,因此要求营养块成型机要具有良好的适应性和可靠性,这就给营养块成型机的设计提出了严格的要求。综上所述,对营养块成型机进行动力学研究具有非常重要的意义。本文以营养块成型机为对象,研究虚拟样机技术在产品设计中的实际应用。首先采用三维CAD软件和仿真分析软件构建营养块成型机的样机模型,然后运用虚拟样机技术对样机模型进行动态仿真分析和结构优化设计,从而改善了工作部件的受力状况,有效地提高了整机系统的动力稳定性。这些结果为营养块成型机的开发设计提供了必要的理论依据。

关键词：营养块成型机虚拟样机技术样机模型动态仿真优化设计