铝型材三维拉弯构件成形精度与BP神经网络回弹模型的研究
发布时间：2020-12-29 15:26
目前,铝型材三维拉弯构件作为轻量化结构广泛地应用于汽车、高铁、飞机等领域。随着我国现代化工业的高速发展,制造业对于铝型材三维拉弯构件的需求量也日益增加。然而,传统的拉弯工艺一般采用的是整体模具,只能在二维平面上进行弯曲成形。多点三维拉弯成形工艺是将传统拉弯工艺与多点技术相结合的一种新成形技术,在不卸载型材的条件下,型材能被拉弯成三维结构件。在三维拉弯成形过程中,由于型材需要先后在不同平面上进行拉弯成形,故构件的成形精度无法得到精确的控制,且很容易出现影响构件成形质量的缺陷,如回弹、起皱、截面畸变等。为了保证三维拉弯构件的成形精度,需要将三维拉弯成形过程中的工艺参数进行合理的选择及优化,同时也要对三维拉弯后的构件回弹量进行有效地预测。本文首先基于有限元理论和三维拉弯工艺特点,建立了铝型材三维拉弯工艺的有限元模型。其次以高铁列车车头骨架结构件为研究对象进行三维拉弯成形,采用ABAQUS有限元模拟软件对型材三维拉弯过程进行数值模拟分析。研究了在三维拉弯成形过程中模具单元分布密度对构件成形精度的影响。然后由于型材进行三维拉弯成形后会发生回弹影响构件成形精度,故采用逐步调整拉弯模具型面补偿回弹的...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 拉弯工艺及研究现状
1.2.1 拉弯成形方式
1.2.2 拉弯成形的加载方式
1.2.3 拉弯成形国内外研究现状
1.3 多点成形工艺及研究现状
1.3.1 多点成形原理
1.3.2 多点成形的国内外研究现状
1.4 选题意义与主要研究内容
1.4.1 研究意义
1.4.2 研究内容
第2章 多点三维拉弯工艺及有限元模型
2.1 引言
2.2 多点三维拉弯工艺
2.3 多点三维拉弯设备
2.4 多点三维拉弯数值模拟的有限元模型
2.4.1 有限元软件及算法选择
2.4.2 材料模型
2.4.3 有限元模型
2.4.4 接触及摩擦设置
2.4.5 边界条件设置
2.5 本章小结
第3章 模具单元密度对三维拉弯的影响及回弹补偿方法研究
3.1 引言
3.2 模具单元分布密度对三维拉弯成形的影响
3.2.1 对应变分布影响
3.2.2 对形状精度的影响
3.3 对端部误差的影响
3.4 对不同几何截面型材三维拉弯的影响
3.4.1 T型材
3.4.2 矩形截面型材
3.5 回弹补偿方法
3.5.1 基于调整拉弯模具型面的回弹补偿方法
3.5.2 模具单元体的调形方法
3.5.3 回弹量补偿的试验验证
3.6 本章小结
第4章 基于不同型材材料参数的正交试验设计
4.1 引言
4.2 正交试验的介绍
4.3 不同材料参数的正交试验设计
4.3.1 正交试验设计的指标确定
4.3.2 正交试验设计的因素和水平选取
4.3.3 正交试验设计的方案拟定及结果
4.4 正交试验设计的结果分析
4.4.1 极差计算
4.4.2 各试验因素对回弹的影响程度
4.4.3 各试验因素与回弹量的关系图
4.4.4 最优因素水平组合的确定及验证
4.5 本章小结
第5章 型材三维拉弯回弹预测的BP神经网络模型
5.1 引言
5.2 BP神经网络的介绍
5.3 基于BP神经网络的构件回弹预测模型
5.3.1 BP神经网络的创建
5.3.2 BP神经网络的训练
5.3.3 BP神经网络的测试
5.3.4 型材不同位置的回弹预测
5.4 三维拉弯件检测装置及BP神经网络模型验证
5.4.1 三维拉弯件的检测装置
5.4.2 三维拉弯试验及三维拉弯件检测
5.5 本章小结
第6章 结论和展望
参考文献
作者简介及攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不锈钢车顶弯梁拉弯成形研究[J]. 朱丽娟,王敏,谷诤巍,何玲玲. 材料导报. 2017(24)
[2]型材数控拉弯装备技术研究进展[J]. 李小强,杨永真,李东升,金朝海. 锻压技术. 2017(04)
[3]Springback Prediction and Optimization of Variable Stretch Force Trajectory in Three-dimensional Stretch Bending Process[J]. TENG Fei,ZHANG Wanxi,LIANG Jicai,GAO Song. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(06)
[4]大型截面7A09铝型材拉弯成形工艺研究[J]. 王妍琴,刘京平,马凯,王悦,王东. 锻压技术. 2015(02)
[5]汽车门框上条制件拉弯成形模具设计[J]. 沈亚静,徐仲祥,夏琴香,吴锋,钟国锋. 模具制造. 2014(01)
[6]铝型材弯曲成形截面畸变缺陷控制方法研究[J]. 谷诤巍,吕萌萌,卢睿,徐勇,朱丽娟. 汽车工艺与材料. 2012(05)
[7]矩形管多点压弯成形截面畸变的数值分析[J]. 彭赫力,李明哲,付文智,兰英武. 锻压技术. 2012(01)
[8]基于多点调形原理的旋转曲面连续成形[J]. 龚学鹏,李明哲,卢启鹏,彭忠琦. 光学精密工程. 2012(01)
[9]管材多点成形过程中壁厚减薄的数值模拟[J]. 刘启骞,付文智,李明哲,陈志红,柳雨红. 塑性工程学报. 2011(02)
[10]多点数字化成形技术的发展及应用[J]. 张庆芳,李明哲,蔡中义,胡志清. 航空制造技术. 2010(07)
博士论文
[1]车身用铝型材制备过程中典型成形缺陷的仿真分析与优化控制[D]. 刘志文.湖南大学 2017
[2]挤压型材拉弯回弹预测与补偿方法研究[D]. 刘天骄.西北工业大学 2016
[3]铝型材柔性三维拉弯回弹预测及工艺优化[D]. 滕菲.大连理工大学 2015
[4]铝型材柔性三维拉弯成形工艺研究[D]. 高嵩.大连理工大学 2015
[5]型材平面拉弯的弹复解析理论及其验证[D]. 翟瑞雪.燕山大学 2013
[6]多点成形中的快速调形与成形过程自动化研究[D]. 隋振.吉林大学 2004
硕士论文
[1]多点数字化成形工艺试验及其数值模拟研究[D]. 刘亚洁.吉林大学 2017
[2]汽车门框上条拉弯成形回弹分析与模具型面设计[D]. 李云飞.华南理工大学 2017
[3]新型宽翼面不锈钢立柱拉弯成形数值模拟[D]. 王伟.吉林大学 2016
[4]轨道车辆车体端梁拉弯成形数值模拟研究[D]. 董胜印.吉林大学 2016
[5]轨道车辆铝型材结构件拉弯成形技术的研究[D]. 武洁.吉林大学 2015
[6]复杂截面车顶内弯梁拉弯成形数值模拟[D]. 柳云天.吉林大学 2014
[7]铝型材三维多点拉弯成形回弹相关问题研究[D]. 王雪.吉林大学 2014
[8]飞机机身变角度型材拉弯成形数值模拟与实验研究[D]. 李辉.哈尔滨工业大学 2014
[9]5182铝合金V型弯曲回弹规律研究[D]. 周威.中南大学 2012
[10]型材转台式拉弯的力学分析和数值模拟[D]. 于成龙.西北工业大学 2005
本文编号：2945870
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 拉弯工艺及研究现状
1.2.1 拉弯成形方式
1.2.2 拉弯成形的加载方式
1.2.3 拉弯成形国内外研究现状
1.3 多点成形工艺及研究现状
1.3.1 多点成形原理
1.3.2 多点成形的国内外研究现状
1.4 选题意义与主要研究内容
1.4.1 研究意义
1.4.2 研究内容
第2章 多点三维拉弯工艺及有限元模型
2.1 引言
2.2 多点三维拉弯工艺
2.3 多点三维拉弯设备
2.4 多点三维拉弯数值模拟的有限元模型
2.4.1 有限元软件及算法选择
2.4.2 材料模型
2.4.3 有限元模型
2.4.4 接触及摩擦设置
2.4.5 边界条件设置
2.5 本章小结
第3章 模具单元密度对三维拉弯的影响及回弹补偿方法研究
3.1 引言
3.2 模具单元分布密度对三维拉弯成形的影响
3.2.1 对应变分布影响
3.2.2 对形状精度的影响
3.3 对端部误差的影响
3.4 对不同几何截面型材三维拉弯的影响
3.4.1 T型材
3.4.2 矩形截面型材
3.5 回弹补偿方法
3.5.1 基于调整拉弯模具型面的回弹补偿方法
3.5.2 模具单元体的调形方法
3.5.3 回弹量补偿的试验验证
3.6 本章小结
第4章 基于不同型材材料参数的正交试验设计
4.1 引言
4.2 正交试验的介绍
4.3 不同材料参数的正交试验设计
4.3.1 正交试验设计的指标确定
4.3.2 正交试验设计的因素和水平选取
4.3.3 正交试验设计的方案拟定及结果
4.4 正交试验设计的结果分析
4.4.1 极差计算
4.4.2 各试验因素对回弹的影响程度
4.4.3 各试验因素与回弹量的关系图
4.4.4 最优因素水平组合的确定及验证
4.5 本章小结
第5章 型材三维拉弯回弹预测的BP神经网络模型
5.1 引言
5.2 BP神经网络的介绍
5.3 基于BP神经网络的构件回弹预测模型
5.3.1 BP神经网络的创建
5.3.2 BP神经网络的训练
5.3.3 BP神经网络的测试
5.3.4 型材不同位置的回弹预测
5.4 三维拉弯件检测装置及BP神经网络模型验证
5.4.1 三维拉弯件的检测装置
5.4.2 三维拉弯试验及三维拉弯件检测
5.5 本章小结
第6章 结论和展望
参考文献
作者简介及攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不锈钢车顶弯梁拉弯成形研究[J]. 朱丽娟,王敏,谷诤巍,何玲玲. 材料导报. 2017(24)
[2]型材数控拉弯装备技术研究进展[J]. 李小强,杨永真,李东升,金朝海. 锻压技术. 2017(04)
[3]Springback Prediction and Optimization of Variable Stretch Force Trajectory in Three-dimensional Stretch Bending Process[J]. TENG Fei,ZHANG Wanxi,LIANG Jicai,GAO Song. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(06)
[4]大型截面7A09铝型材拉弯成形工艺研究[J]. 王妍琴,刘京平,马凯,王悦,王东. 锻压技术. 2015(02)
[5]汽车门框上条制件拉弯成形模具设计[J]. 沈亚静,徐仲祥,夏琴香,吴锋,钟国锋. 模具制造. 2014(01)
[6]铝型材弯曲成形截面畸变缺陷控制方法研究[J]. 谷诤巍,吕萌萌,卢睿,徐勇,朱丽娟. 汽车工艺与材料. 2012(05)
[7]矩形管多点压弯成形截面畸变的数值分析[J]. 彭赫力,李明哲,付文智,兰英武. 锻压技术. 2012(01)
[8]基于多点调形原理的旋转曲面连续成形[J]. 龚学鹏,李明哲,卢启鹏,彭忠琦. 光学精密工程. 2012(01)
[9]管材多点成形过程中壁厚减薄的数值模拟[J]. 刘启骞,付文智,李明哲,陈志红,柳雨红. 塑性工程学报. 2011(02)
[10]多点数字化成形技术的发展及应用[J]. 张庆芳,李明哲,蔡中义,胡志清. 航空制造技术. 2010(07)
博士论文
[1]车身用铝型材制备过程中典型成形缺陷的仿真分析与优化控制[D]. 刘志文.湖南大学 2017
[2]挤压型材拉弯回弹预测与补偿方法研究[D]. 刘天骄.西北工业大学 2016
[3]铝型材柔性三维拉弯回弹预测及工艺优化[D]. 滕菲.大连理工大学 2015
[4]铝型材柔性三维拉弯成形工艺研究[D]. 高嵩.大连理工大学 2015
[5]型材平面拉弯的弹复解析理论及其验证[D]. 翟瑞雪.燕山大学 2013
[6]多点成形中的快速调形与成形过程自动化研究[D]. 隋振.吉林大学 2004
硕士论文
[1]多点数字化成形工艺试验及其数值模拟研究[D]. 刘亚洁.吉林大学 2017
[2]汽车门框上条拉弯成形回弹分析与模具型面设计[D]. 李云飞.华南理工大学 2017
[3]新型宽翼面不锈钢立柱拉弯成形数值模拟[D]. 王伟.吉林大学 2016
[4]轨道车辆车体端梁拉弯成形数值模拟研究[D]. 董胜印.吉林大学 2016
[5]轨道车辆铝型材结构件拉弯成形技术的研究[D]. 武洁.吉林大学 2015
[6]复杂截面车顶内弯梁拉弯成形数值模拟[D]. 柳云天.吉林大学 2014
[7]铝型材三维多点拉弯成形回弹相关问题研究[D]. 王雪.吉林大学 2014
[8]飞机机身变角度型材拉弯成形数值模拟与实验研究[D]. 李辉.哈尔滨工业大学 2014
[9]5182铝合金V型弯曲回弹规律研究[D]. 周威.中南大学 2012
[10]型材转台式拉弯的力学分析和数值模拟[D]. 于成龙.西北工业大学 2005
本文编号：2945870
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