航天大型零件旋压机筒形件支撑装置的研究

发布时间：2017-04-07 17:10

  本文关键词：航天大型零件旋压机筒形件支撑装置的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大型超长薄壁筒形件主要用于航空、航天以及兵器工业,旋压成形是制造回转体空心件一种重要方法,能够从根本消除与焊缝有关的不连续性、强度低、脆裂和拉应力集中等缺陷。随着旋压技术的发展,旋压工艺逐渐代替传统工艺来生产大型超长薄壁管件。同步旋转模环旋压技术是一种全新的旋压成形技术,能够完成大直径、超长、薄壁筒形件(长度8000mm以上)的整体旋压成形。然而,在此类筒形件的旋压加工成形过程中,由于自重使其下垂变形,易导致筒形件产生抖动,严重影响筒形件质量,仅仅通过加大筒形件的预拉力无法达到预定的要求,缺少一种对筒形件的支撑装置。本文以同步旋转模环旋压机为基础,针对大直径、超长、薄壁筒形件这类工件,能够实现整体旋压成形,设计出一种随动支撑装置。运用有限元软件Simufact Forming对大型超长薄壁筒形件旋压成形过程进行模拟分析,获得了筒形件在有或无支撑情况下的旋压稳定性,为支撑装置的设计提供了理论依据。基于已知参数,对支撑装置的本体结构进行了设计。本文对支撑装置设计方案进行了对比分析并确定最终方案;对纵向进给伺服系统以及横向进给伺服系统进行了设计;对支架结构和底座结构进行了设计。最后,运用有限元软件ANSYSWorkbench对支撑装置的各关键零部件进行了强度与刚度分析。结果表明,各零部件结构的机械性能满足要求。
【关键词】：超长薄壁筒形件 旋压 支撑装置 有限元 模拟分析
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG306
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 旋压成形加工概述9-11
• 1.2.1 强力旋压的简介10
• 1.2.2 同步旋转模环旋压的简介10-11
• 1.3 旋压技术的研究和发展11-13
• 1.3.1 国内旋压设备的发展状况11-12
• 1.3.2 国外旋压设备的发展状况12-13
• 1.4 随动支撑装置发展概况13-14
• 1.5 旋压过程的数值模拟研究14-15
• 1.6 选题的背景和意义15-16
• 1.7 课题主要研究内容16
• 1.8 本章小结16-17
• 2 同步旋转模环旋压工艺有限元数值模拟分析17-32
• 2.1 引言17
• 2.2 旋压失稳分析17-20
• 2.3 弹塑性有限元理论20-23
• 2.4 同步旋转模环旋压工艺有限元数值模拟分析23-30
• 2.4.1 有限元模型建立23-24
• 2.4.2 材料模型的建立24-25
• 2.4.3 网格划分25-26
• 2.4.4 接触条件设定26-27
• 2.4.5 边界条件设定27
• 2.4.6 载荷施加设定27-28
• 2.4.7 模拟结果分析28-30
• 2.5 本章小结30-32
• 3 大型零件旋压机筒形件支撑装置结构设计32-62
• 3.1 引言32
• 3.2 支撑装置的整体结构设计32-40
• 3.2.1 支撑装置工况分析33
• 3.2.2 支撑装置方案选择33-35
• 3.2.3 支撑装置工作原理35-36
• 3.2.4 支撑装置总体结构设计36-40
• 3.3 支撑装置技术参数确定40
• 3.4 纵向进给系统设计40-45
• 3.4.1 齿轮齿条设计40-45
• 3.4.2 轴的设计45
• 3.4.3 纵向伺服电机选取45
• 3.5 横向进给系统设计45-48
• 3.5.1 横向进给系统运转条件设定46-47
• 3.5.2 滚珠丝杠设计计算47-48
• 3.6 支架结构设计48-59
• 3.6.1 托辊的设计48-50
• 3.6.2 液压缸的设计50-59
• 3.7 底座结构设计59-61
• 3.8 本章小结61-62
• 4 支撑装置关键件有限元分析62-71
• 4.1 引言62
• 4.2 支撑装置受力分析62-63
• 4.3 托辊架的有限元分析63-66
• 4.3.1 有限元模型的建立63
• 4.3.2 约束边界条件63-64
• 4.3.3 有限元结果分析64-66
• 4.4 底座的有限元分析66-70
• 4.4.1 有限元模型的建立67
• 4.4.2 约束边界条件67-68
• 4.4.3 有限元结果分析68-70
• 4.5 本章小结70-71
• 5 总结与展望71-73
• 5.1 总结71
• 5.2 展望71-73
• 参考文献73-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果76-77
• 致谢77-78

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 杨允功;斜井人车的连接与支撑问题[J];煤矿安全;1989年11期

2 王琏;;G142C一300型和JS-280型浆纱机两项改进[J];棉纺织技术;1989年11期

3 岳彦芳;辛志博;杨光;;非圆旋转工件随动支撑装置及其运动分析[J];制造业自动化;2014年10期

4 张立伟;;液控丝杠支撑装置在机床中的应用[J];金属加工(冷加工);2013年17期

5 符云,王楠萍;回转窑支撑装置的调整[J];有色设备;2003年04期

6 王李刚;;关于煤溜搭接皮带支撑装置在王庄煤矿的研究与应用[J];科技情报开发与经济;2011年28期

7 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 郭宗胜;;货车交叉支撑装置故障原因及检查方法[A];2006北京铁路局技师论文集[C];2006年

2 王沛军;杜京义;张东;周元辉;;某型医疗汽车液压支撑装置电控系统设计[A];2007'仪表，自动化及先进集成技术大会论文集（二）[C];2007年

3 郭宗胜;;货车交叉支撑装置故障原因及检查方法[A];2008北京铁路局技师论文集[C];2008年

4 薛红伟;;轧机传动轴轴头支撑装置改进及优化[A];中国金属学会冶金设备分会2012年全国冶金设备液压润滑气动技术交流会会刊[C];2012年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 ;改进了包装能力的衣袋[N];中国包装报;2005年

2 ;改进了包装能力的衣袋[N];中国包装报;2005年

3 ;大面子诱惑[N];电脑报;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 张健;航天大型零件旋压机筒形件支撑装置的研究[D];中北大学;2016年

2 杨书志;提速货车转向架下交叉支撑装置制造工艺与疲劳寿命研究[D];大连交通大学;2007年

3 徐巍;铁路提速货车转向架交叉支撑装置失效分析研究[D];哈尔滨理工大学;2005年

4 姜长明;铁路货车交叉支撑转向架交叉支撑装置疲劳寿命研究[D];大连交通大学;2008年

5 孙建林;高速铁路接触网支撑装置零部件研究[D];西南交通大学;2012年

6 程鹏飞;转K2型转向架交叉支撑装置引进与研制[D];哈尔滨理工大学;2005年

7 辛志博;非圆截面旋转加工中间支撑系统设计[D];河北科技大学;2014年

  本文关键词：航天大型零件旋压机筒形件支撑装置的研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：290916