板料成形有限元数值模拟相关技术研究及其在柔性渐进成形中的应用

发布时间：2021-07-16 12:55

　　由于传统的水火弯板造船工艺已经难以满足当代造船工艺需求,无模单点渐进成形技术成为船舶行业转型升级、提升船舶制造技术水平的关键之一。无模单点渐进成形技术是一种新型的复杂曲面成形技术,该成形技术基于快速原型制造技术中的“分层制造”思想,将复杂的三维曲面形状离散成一系列的二维局部成形,通过控制数控机床,利用成形工具压头逐层依次加工成形,因此具有高精度、高效率、高成形性等特点。前期研究中结合冲压工艺与无模单点渐进成形技术,提出了渐进弯板成形工艺。本文正是以此为基础,采用静力隐式解法,利用LS-DYNA软件,对板料成形过程中的有限元数值模拟技术及其应用开展了研究工作。本文首先介绍了实验装置以及理论方法;进而通过对实际工况的合理简化,采用有限元数值模拟技术,对板料成形过程进行仿真模拟,并对成形结果进行分析;在此基础上进行板料成形实验,开展单曲率板、变曲率板、马鞍形板成形实验以及板材拼接实验;最后,利用数值模拟技术,结合实验结果,对成形工艺进行优化,并进行回弹实验研究。研究结果表明:1.该渐进弯板成形工艺能够应用于单曲率板、变曲率板以及马鞍形板材的成形;2.通过数值模拟技术可以得到成形过程中无法直接... 

【文章来源】：中国石油大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

机械冲压法Fig.1.1Mechanicalstampingmethod

中国石油大学（北京）硕士专业学位论文但到目前为止，依然未能大量应用于工业生产中。正是因为这法依然难以实现自动化需求。弯成形法成形[4-6]，又被称为冷弯成形，是一种高效环保的金属成形工艺舶行业、建筑行业、汽车行业、农业、船舶行业、管道输送等工作原理[7]如图 1.2 所示。成形时，板材坯料在一定的加工温度布置的旋转水平辊和立辊，产生变形并逐步形成特定截面的形

图 1.3 单曲率弯板的辊弯加工法e principle of roll bending forming for single-curva3]是目前国内外船厂加工制造双曲率船板的主塑性原理得到双曲率目标板材，如图 1.4 所示而后热源以一定的速度沿加热线移动，使受热对该区域金属膨胀产生阻碍，因此受热区金对受热区域进行冷却，金属收缩，板料变形.5 所示[14]。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]新一代高性能水火弯板机的研制[J]. 黄浩坚,刘力.  工业控制计算机. 2016(06)
[4]九轴水火弯板机器人运动控制系统设计[J]. 王全刚,程良伦.  组合机床与自动化加工技术. 2016(03)
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博士论文
[1]三维曲面柔性轧制原理及数值模拟研究[D]. 邱宁佳.吉林大学 2014
[2]水火弯板自动化加工工艺的关键技术研究[D]. 汪骥.大连理工大学 2007

硕士论文
[1]船体复杂曲面钢板数控柔性渐进成形系统研究[D]. 李威.中国石油大学（北京） 2017
[2]船体板水火弯板成形焰道布置优化研究[D]. 陈伟.大连理工大学 2013
[3]水火弯板关键技术研究[D]. 张安超.上海交通大学 2011
[4]金属板料渐进成形性能数值模拟研究[D]. 李磊.南京航空航天大学 2010
[5]大型复杂曲面弯板机器人控制器[D]. 郝悍勇.厦门大学 2001



本文编号：3287051