基于ABAQUS的橡皮囊成形仿真系统开发

发布时间：2017-09-22 17:26

  本文关键词：基于ABAQUS的橡皮囊成形仿真系统开发

  更多相关文章： 有限元仿真 板料展开 橡皮囊成形 一步逆成形法 ABAQUS二次开发

【摘要】：随着航空工业对钣金零件的制造要求逐步提高,钣金零件成形正向精密化的方向发展。在板料成形领域,橡皮囊成形有着独特的优势,现代飞机上多数的框肋等钣金零件都采用了该成形技术,因此橡皮囊成形技术在航空航天是重要的成形技术之一。ABAQUS能够分析复杂的非线性问题,并且提供了非常方便的二次开发接口,而目前运用ABAQUS软件进行橡皮囊成形仿真分析,其操作过程复杂,且易出错,ABAQUS没有专门的橡皮囊成形仿真系统,因此论文开发了专用的橡皮囊成形仿真系统(Rubber Diaphragm Forming System,简称RDFS),RDFS系统主要包括板料展开模块和橡皮囊成形仿真模块。通过分析橡皮囊成形特点,改进了现有的一步逆成形算法,提出了针对橡皮囊成形的改进型一步逆成形算法;针对ABAQUS不具有毛料展开功能的缺点,结合提出的改进型一步逆成形算法和利用ABAQUS软件划分好网格后可以输出节点单元信息的特点,开发出RDFS的板料展开模块;通过分析传统橡皮囊成形模拟过程,利用脚本语言Python进行了橡皮囊成形仿真模块的开发,将仿真过程中各参数复杂的对应关系固化到二次开发的程序中,用户只需要在图形用户界面中输入必要的参数,即可完成对橡皮囊成形零件的仿真分析,其后处理子模块还提供了报告输出功能,极大的方便了用户的使用。同时,论文还以飞机门框支架零件为例,对板料展开模块和橡皮囊成形仿真模块进行了相关验证,证明了该系统的可行性。在此基础上,以飞机某翼肋零件为例,对其进行仿真分析,为该零件的实际生产提供指导。通过橡皮囊成形仿真系统的板料展开模块可以直接得到零件的板料模型,输入到橡皮囊成形仿真模块中进行后续的仿真分析,可以直接得到零件的分析结果和报告。整个系统不仅有效的避免了第三方软件的介入,降低了零件因格式转化而丢失数据的概率,而且极大的方便了用户的使用,为企业橡皮囊成形的仿真分析提供了指导。
【关键词】：有限元仿真 板料展开 橡皮囊成形 一步逆成形法 ABAQUS二次开发
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V261
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 课题研究背景与意义13-15
• 1.2 橡皮囊成形仿真技术的研究概况15-18
• 1.2.1 国外橡皮囊成形仿真技术研究概况15-17
• 1.2.2 国内橡皮囊成形仿真技术研究概况17-18
• 1.3 ABAQUS二次开发研究概况18-19
• 1.4 本文主要研究内容19-21
• 第二章 橡皮囊成形仿真系统（RDFS）总体设计研究21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 ABAQUS二次开发技术21-29
• 2.2.1 ABAQUS二次开发概述21-23
• 2.2.2 ABAQUS内核脚本命令开发技术23-26
• 2.2.3 ABAQUS图形用户界面开发技术26-29
• 2.3 橡皮囊成形仿真系统方案设计29-32
• 2.3.1 橡皮囊成形仿真系统方案研究29-31
• 2.3.2 板料展开模块设计31-32
• 2.3.3 橡皮囊成形仿真模块设计32
• 2.4 小结32-33
• 第三章 RDFS板料展开模块开发33-46
• 3.1 引言33
• 3.2 板料展开算法33-41
• 3.2.1 一步逆成形法的基本理论33-34
• 3.2.2 改进后一步逆成形算法34-41
• 3.3 橡皮囊成形板料展开模块开发41-43
• 3.3.1 插件的开发41-42
• 3.3.2 板料展开子模块开发42-43
• 3.4 飞机门框支架板料展开实例验证43-45
• 3.5 小结45-46
• 第四章 RDFS橡皮囊成形仿真模块开发46-61
• 4.1 引言46
• 4.2 橡皮囊成形仿真模块流程开发46-48
• 4.3 前处理子模块开发48-52
• 4.3.1 模型建立48
• 4.3.2 模型导入48-49
• 4.3.3 材料定义49-50
• 4.3.4 建立分析步50
• 4.3.5 定义接触50-51
• 4.3.6 建立载荷和边界51-52
• 4.3.7 划分网格52
• 4.4 求解子模块开发52-53
• 4.5 后处理子模块开发53-54
• 4.5.1 查看结果53
• 4.5.2 生成报告53-54
• 4.6 实例验证54-60
• 4.7 小结60-61
• 第五章 橡皮囊成形仿真系统（RDFS）的应用实例61-72
• 5.1 引言61
• 5.2 橡皮囊成形仿真系统（RDFS）的可行性验证61-64
• 5.3 基于RDFS的飞机翼肋零件仿真及成形实验64-71
• 5.4 小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 全文总结72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 参考文献74-77
• 致谢77-78
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文及专利78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨伟俊;李东升;李小强;;铝合金板橡皮成形简化数值分析模型研究[J];中国机械工程;2009年19期

2 宋岩新;杨庆;唐小微;万少石;;ABAQUS后处理二次开发在海底管线稳定性分析中的应用[J];中国海洋平台;2008年04期

3 陈磊;邱f^;李善良;邱超斌;王俊彪;;橡皮液压成形直弯边回弹试验与分析研究[J];塑性工程学报;2008年03期

4 陈先有;赵良堂;白春华;黄俊波;;精密钣金成形技术在航空制造领域的应用分析[J];航空精密制造技术;2008年02期

5 王俊彪;肖乐;刘闯;汪蕾;;橡皮囊液压成形模具快速设计方法及实现[J];航空制造技术;2008年02期

6 叶福民;朱如鹏;李靖谊;;多工步橡皮成形工艺过程数值模拟研究[J];机械科学与技术;2007年10期

7 徐作文;;橡皮成形的有限元模拟[J];机械制造与自动化;2006年03期

8 钟同圣;卫丰;王鸷;智友海;;Python语言和ABAQUS前处理二次开发[J];郑州大学学报(理学版);2006年01期

9 鲍荣浩,卢文浩;ABAQUS前处理程序二次开发在蜂窝材料中的应用[J];工程设计学报;2003年06期

10 李靖谊,王化明,张中元,杜颂,周贤宾;弯曲半管橡皮成形工艺过程数值模拟研究[J];计算力学学报;2003年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 胡丹;飞机钛合金钣金件橡皮囊精确成形技术研究[D];南京航空航天大学;2014年

2 张显藤;橡皮囊成形钣金件初始毛坯快速设计系统的研究与实现[D];南京航空航天大学;2013年

3 王福东;大曲率凸弯边零件橡皮囊液压成形工艺研究[D];南京航空航天大学;2011年

4 蒋雨升;基于ABAQUS的振动特性分析及其软件二次开发[D];南京航空航天大学;2010年

5 刘峰;高压橡皮成形弯边零件的有限元模拟[D];南京航空航天大学;2005年

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本文编号：902115